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2024年1月13日发(作者：ascii码和十进制的关系)
*一种巴特沃斯低通滤波器构成的P转设计WMDAC龙顺宇,何程,杨伟,吴建奇()海南热带海洋学院海洋信息工程学院,三亚572022摘要:本文提出一种巴特沃斯有源低通滤波器构成的PWM转D利用SAC设计,TC8单片机片内12位分辨率的PWM、发生器产生了频率为1占空比可变的PWM信号。将信号送入巴特沃斯低通滤波器后,0kHzPWM信号转换为直流电/压,电压幅度与PWM信号占空比呈正比变化,转换得到的直流电压纹波小于0.转换分辨率可达12mV,12位。转换电路线性度较高、纹波小、谐波抑制比较高。相比于专用D该方案性价比高,可以适配于分辨率AC芯片或PAC芯片而,要求高、建立时间要求一般的应用场景。关键词:脉宽调制;数/模转换器;巴特沃斯滤波器PAC转换器;中图分类号:TP31
文献标识码:APWMtoDACDesinComosedofButterworthLow-assFiltergpp,,tersendinthesinaltotheButterworthlow-assfilterthePWMsinalisconvertedintoaDCvoltaeandthevoltaeamlitudechan-ggpgggpolutionPWMgeneratorontheSTC8microcon-gqyoyy:,,AbstractInthepaeraPWMtothe12bitres-pgppp(,,)ColleeofOceanorahicInformationEnineerinHainanTroicalOceanUniversitSana572022,Chinaggpggpyy,,,LvertedDCvoltaerileislessthan0.2mV,andtheconversionresolutioncangpgycygpp/,dwithadedicatedDACgyppgppp,chiraPACchithissolutioniscost-effectiveandcanbeadatedtoalicationscenarioswi:;KewordsPWM;DAC;PACconverterButterworthfiltery0
引
言1-2]。若需无法凭借芯片自身实现数/模转换[DAC资源,要程控输出高精度模拟电压,大多采用专用D该AC芯片,通用型8位、16位、32位微控制器芯片中通常不带对转换原理、过程、实现进行探究,使得系统PWM资源,指标满足一般场景的需求。文改进了滤波器形式,选用MCP6002运算放大器设计一种巴特沃斯低通滤波器,在此基础上采用了STC8增强型类专用芯片在价格、分辨率、建立时间、内部结构、电压范围、输出通道数量及通信接口形式上存在较大差异,价格3-4]。不低甚至超过了主控单片机的成本[1 PWM转DAC的基本原理号的周期保持固定,只是高/低电平所占的脉宽(即占空比)发生了改变,理论研究时可以将PWM信号进行时域分解,变成一个直流分量加平均幅值为零的方波形式,直7-8]。若占空比变化,流分量幅值与占空比呈正比变化[则以单极性PWM信号为例,从时域上进行分析,该信基于此类场景的实际需求,将PWM信号转换为只需将PWM信号通过一阶DAC的方法得以广泛使用,此类电路虽然RC或LC低通滤波器即可得到直流电压,5-6]。故而本建立时间指标,导致输出信号滞后,线性度差[简单但转换质量不高,无源滤波形式下会严重影响DAC直流分量也会跟随改变,若在PWM输出后级连接低通滤波器就可以衰减交流成分,得到幅值随占空比变化而变化的模拟电压,虽然交流成分不可能完全去除,但得到的模拟电压已经较为平滑,其转换过程如图1所示。若从频域理解PWM信号,可以结合傅里叶级数的相;海南省2海*基金项目:020年教育发展专项资金项目(Hn202091)jg);)。海南热带海洋学院204019年校级教改项目(RHYJG201908南热带海洋学院2020年校级教育教学改革研究项目(RHYzd2020jg关方法。将周期不变、占空比变动的PWM信号进行分6 4Microcontrollers&EmbeddedSstems
2021年第4期
器,此类无源滤波电路较为简单,但输出阻抗较大,对于多阶的组成形式而言阻抗更大,PWM信号虽然可以得到处理,但是输出的直流电压带载能力大大降低,很容易被拉低幅值,影响使用。而用运算放大器构成的LPF有很大图1 PWM转DAC基本原理通常情况下,硬件采用一阶或多阶RC、LC低通滤波改善,不存在负载驱动问题,还可以方便地扩展为多阶滤波形式,其线性度、频幅特性以及抗干扰性都更好。在设计具体硬件滤波器之前需确定相关参数,设定供解,可以将其看作是基波频率和无限多个整数倍谐波的总()和,信号函数f级数展开之后有:t∞2πnt2πnt
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