PWM通过RC低通滤波器模拟DAC

duwenqidu 2021-12-12 原文

当我们电路需要DAC而单片机并没有DAC外设时，则可采用PWM通过RC低通滤波器来模拟实现DAC功能。

RC低通滤波器

当采用低通滤波器模拟DAC时，PWM频率应远大于RC低通滤波电路的截止频率fc=1/2πRC（10倍以上）。输出电压为Vout=Vcc*Duty。

在使用此电路时，应注意：

1、一般情况下，当电容C较小，电阻R较大时，输出电压损耗较小，纹波较大；当电容C较大，电阻R较小时，输出电压损耗较大，纹波较小。所以，为了获取线性度较高的精确DA转换，一般采用较小电容并尽量不要使用电解电容。

2、为了提高输出的驱动能力，一般会在RC低通滤波器器之后还会加一级高性能的电压跟随，并在跟随器输出的地方加上一个滤波用的电解电容，使输出电压进一步变得光滑。但是需要注意的是，这时的输出电压里可能含有较多的交流谐波成分，如果处理不当，电压跟随器有可能自激。解决的办法就是使用一个小的去藕电容。而且这里电容的放置顺序必须是电解电容在前，去藕电容在后！

RC低通滤波器+电压跟随器

3、如果输出电压精度和线性度要求不高，但是对纹波要求却很高，或者这个电压比较固定时，可以使用电容较大的滤波组合。因为，虽然大电容的直流损耗较大，但是我们可以通过调节PWM占空比来达到要求的输出电压，或者通过一级AD转换的反馈来实现精确的固定电压输出。只是这里仍然要加一级电压跟随器，以便于后级采集电路使用，且AD采集点放置在跟随器输出处。

4、如果一级RC低通滤波器达不到效果，则可使用多级RC低通滤波器进一步提高输出平滑度。