EDN China > 设计实例 > 模拟设计 > 转换器 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

从数字PWM信号获得准确、快速稳定的模拟电压

Mark Thoren 和 Chad Steward?? Linear?? 2015年05月28日 ?? 收藏2
引言

脉宽调制 (PWM) 是从微控制器或 FPGA 等数字器件产生模拟电压的一种常用方法。大多数微控制器都具有内置的专用 PWM 产生外设,而且其仅需几行 RTL 代码即可从 FPGA 产生一个 PWM 信号。如果模拟信号的性能要求不是太严格,那么这就是一种简单和实用的方法,因为它只需要一个输出引脚,而且与具有一个SPI 或 I2C 接口的数模转换器 (DAC) 相比,其代码开销是非常低。图 1 示出了一款典型应用,其采用一个经滤波的数字输出引脚来产生一个模拟电压。

图 1:PWM 至模拟转换
图 1:PWM 至模拟转换

该方案的诸多不足之处您不必深究就能发现。理想情况下,一个 12 位模拟信号应具有小于 1LSB 的纹波,因而对于一个 5kHz PWM 信号需要采用一个 1.2Hz 低通滤波器。电压输出的阻抗由滤波器电阻决定,如果要保持一个大小合理的滤波电容器,那么它就会相当大。因此,输出必须只驱动一个高阻抗负载。PWM 至模拟转换函数的斜率 (增益) 由微控制器 (很可能是不准确) 的数字电源电压来决定。一个更微妙的影响是:为了保持线性度,在高态中连接至电源之数字输出引脚的有效电阻,以及在低态中连接至地的电阻,相比于滤波器电阻的阻值时, 失配必须很小。最后,PWM信号必须是连续的,旨在把输出电压保持在一个恒定值,假如处理器被置于一种低功率停机状态,这或许会产生问题。

PWM至模拟转换得到改善吗?

图 2 显示了试图弥补这些不足的方法。一个输出缓冲器允许在使用高阻抗滤波器电阻的同时提供一个低阻抗模拟输出。通过采用一个外部 CMOS 缓冲器改善了增益准确度,该缓冲器由一个高精度基准来供电,这样 PWM 信号摆幅在地电位和一个准确的高电平之间。此电路是有用的,但缺点是组件数量多,且无法改善 1.1 秒的稳定时间,再者也没有办法在不使用连续PWM 信号的情况下“保持” 模拟值。

图 2:PWM 至模拟转换得到改善吗?
图 2:PWM 至模拟转换得到改善吗?

下一页:改善PWM 至模拟转换


上一页12下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

PWM? 模拟电压? 裕度调节?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈