專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于將pwm信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，特別是用于將單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路。
背景技術(shù)：
：在電子和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中，MCU(單片機(jī))和DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)是經(jīng)常需要同時(shí)使用的，然而許多MCU內(nèi)部并沒(méi)有集成DAC，即使有些MCU內(nèi)部集成了DAC，所集成的DAC的精度也往往不高，在高精度的應(yīng)用中MCU還是需要外接DAC，增加了成本。實(shí)用新型的內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，申請(qǐng)人進(jìn)行了研究，提供一種用于將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路，應(yīng)用單片機(jī)的PWM(脈沖寬度調(diào)制信號(hào))輸出，或者通過(guò)定時(shí)器控制晶體管實(shí)現(xiàn)PWM輸出，經(jīng)過(guò)上述電路的變換就可以實(shí)現(xiàn)DAC功能，大量降低電子設(shè)備的成本、減小了體積，并且可以得到較高精度的DAC。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種用于將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路，包括順序連接的兩級(jí)RC低通濾波電路以及運(yùn)算放大器，兩級(jí)RC低通濾波電路的輸入端連接PWM信號(hào)源。所述兩級(jí)RC低通濾波電路由第一電阻、第二電阻、第一電容及第二電容構(gòu)成，第一電阻的一端連接PWM信號(hào)源，其另一端分別與第一電容以及第二電阻的一端連接，第二電阻的另一端分別與第二電容以及所述運(yùn)算放大器連接，所述第一電容以及第二電容的另一端分別接地。所述運(yùn)算放大器包括運(yùn)放芯片，運(yùn)放芯片的同向輸入端與所述兩級(jí)RC低通濾波電路的輸出端連接，運(yùn)放芯片的反向輸入端串聯(lián)第三電阻后接地，運(yùn)放芯片的輸出端串聯(lián)第三電容后接地，電解電容與第三電容并聯(lián)，運(yùn)放芯片的反向輸入端和輸出端之間連接有第四電阻。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是本實(shí)用新型通過(guò)廉價(jià)的電子元器件就可以得到高精度的DAC，降低了設(shè)備的成本。單電源供電，非常適用在基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用。采用的電解電容和電容沒(méi)有特殊的要求，很容易調(diào)試。由于PWM波很容易通過(guò)MCU的軟件進(jìn)行控制，即使電路稍微有些系統(tǒng)誤差，也很容易通過(guò)軟件進(jìn)行校正。因此可以得到較高精度的DAC輸出。圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例電路圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說(shuō)明。[0014]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。如圖1所示，本實(shí)用新型包括順序連接的兩級(jí)RC低通濾波電路以及運(yùn)算放大器，兩級(jí)RC低通濾波電路的輸入端連接PWM信號(hào)源。該P(yáng)WM信號(hào)源可以是單片機(jī)自帶的PWM輸出，或者通過(guò)定時(shí)器控制晶體管實(shí)現(xiàn)的PWM輸出。圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例電路圖。如圖2所示，所述兩級(jí)RC低通濾波電路由第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl及第二電容C2構(gòu)成，第一電阻Rl的一端連接PWM信號(hào)源，其另一端分別與第一電容Cl以及第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端分別與第二電容C2以及所述運(yùn)算放大器中運(yùn)放芯片IClB的同向輸入端5連接，所述第一電容Cl以及第二電容C2的另一端分別接地。這樣第一電阻Rl和第一電容Cl構(gòu)成第一級(jí)RC低通濾波電路，第二電容C2和第二電阻R2構(gòu)成第二級(jí)RC低通濾波電路。所述運(yùn)算放大器包括運(yùn)放芯片IC1B，運(yùn)放芯片IClB的同向輸入端5與所述兩級(jí)RC低通濾波電路的輸出端，即第二電阻R2的一端連接，運(yùn)放芯片IClB的反向輸入端6串聯(lián)第三電阻R3后接地，運(yùn)放芯片IClB的輸出端7串聯(lián)第三電容C3后接地，電解電容C4與第三電容C3并聯(lián)，運(yùn)放芯片IClB的反向輸入端6和輸出端7之間連接有第四電阻R4。所述第三電阻R3和第四電阻R4用于調(diào)節(jié)輸出電壓的范圍，所述電解電容C4與第三電容C5用于濾波。運(yùn)放芯片IClB的另兩個(gè)端口分別接+24V以及接地。以上所述的元器件均為市售商品，其商品型號(hào)可參見(jiàn)下表。圖2中的主要元器件表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>原理說(shuō)明在DAC的應(yīng)用中，分辨率是一個(gè)很重要的參數(shù)，若N是PWM波一個(gè)周期的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)，η是PWM波一個(gè)周期中高電平的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)，則DAC的分辨率的計(jì)算直接與N和η的可能變化有關(guān)，計(jì)算公式為分辨率R=log2(Ν/η的最小變化量)。由此可得，N越大DAC的分辨率越高，但PWM的周期也越大，相當(dāng)于1次諧波的頻率也越低，需要截止頻率很低的低通濾波器，DAC輸出的滯后也將增加。考慮到目前單片機(jī)自帶的PWM輸出，或者通過(guò)定時(shí)器控制晶體管實(shí)現(xiàn)的PWM輸出，其分辨率基本已達(dá)到1216bit或更高，采用如圖2所示的電路，兩級(jí)RC低通濾波電路對(duì)PWM脈沖濾波得到模擬信號(hào)，再與一級(jí)運(yùn)算放大器配合，可實(shí)現(xiàn)0IOV直流輸出電壓。輸出電壓OUT的范圍可通過(guò)調(diào)節(jié)第四電阻R4與第三電阻R3的阻值而隨意調(diào)整。由于放大器的輸入阻抗很大，因此兩級(jí)RC低通濾波電路的濾波效果很好，電壓紋波極小，即MCU輸出的調(diào)制PWM波在濾波放大后實(shí)現(xiàn)了DAC功能。以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和構(gòu)思的前提下，可以做出其他改進(jìn)和變化。權(quán)利要求一種用于將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路，其特征在于包括順序連接的兩級(jí)RC低通濾波電路以及運(yùn)算放大器，兩級(jí)RC低通濾波電路的輸入端連接PWM信號(hào)源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路，其特征在于所述兩級(jí)RC低通濾波電路由第一電阻(Rl)、第二電阻(R2)、第一電容(Cl)及第二電容(C2)構(gòu)成，第一電阻(Rl)的一端連接PWM信號(hào)源，其另一端分別與第一電容(Cl)以及第二電阻(R2)的一端連接，第二電阻(R2)的另一端分別與第二電容(C2)以及所述運(yùn)算放大器連接，所述第一電容(Cl)以及第二電容(C2)的另一端分別接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路，其特征在于所述運(yùn)算放大器包括運(yùn)放芯片(IClB)，運(yùn)放芯片(IClB)的同向輸入端(5)與所述兩級(jí)RC低通濾波電路的輸出端連接，運(yùn)放芯片(IClB)的反向輸入端(6)串聯(lián)第三電阻(R3)后接地，運(yùn)放芯片(IClB)的輸出端(7)串聯(lián)第三電容(C3)后接地，電解電容(C4)與第三電容(C3)并聯(lián)，運(yùn)放芯片(IClB)的反向輸入端(6)和輸出端(7)之間連接有第四電阻(R4)。專(zhuān)利摘要一種用于將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路，包括順序連接的兩級(jí)RC低通濾波電路以及一級(jí)運(yùn)算放大器，兩級(jí)RC低通濾波電路的輸入端連接PWM信號(hào)源。本實(shí)用新型原理簡(jiǎn)單，通過(guò)廉價(jià)的電子元器件就可以得到高精度的DAC，降低了設(shè)備的成本。單電源供電，非常適用在基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用。采用的電阻和電容沒(méi)有特殊的要求，很容易調(diào)試。由于PWM波很容易通過(guò)MCU的軟件進(jìn)行控制，即使電路稍微有些系統(tǒng)誤差，也很容易通過(guò)軟件進(jìn)行校正。因此可以得到較高精度的DAC輸出。文檔編號(hào)H03K7/08GK201557091SQ20092028309公開(kāi)日2010年8月18日申請(qǐng)日期2009年12月16日優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日發(fā)明者李志剛,陳志明申請(qǐng)人:臺(tái)安科技(無(wú)錫)有限公司