用于将ＰＷＭ信号转换为模拟信号的电路制造技术

一种用于将ＰＷＭ信号转换为模拟信号的电路，包括顺序连接的两级ＲＣ低通滤波电路以及一级运算放大器，两级ＲＣ低通滤波电路的输入端连接ＰＷＭ信号源。本实用新型专利技术原理简单，通过廉价的电子元器件就可以得到高精度的ＤＡＣ，降低了设备的成本。单电源供电，非常适用在基于单片机的嵌入式系统中应用。采用的电阻和电容没有特殊的要求，很容易调试。由于ＰＷＭ波很容易通过ＭＣＵ的软件进行控制，即使电路稍微有些系统误差，也很容易通过软件进行校正。因此可以得到较高精度的ＤＡＣ输出。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及数模转换电路，特别是用于将单片机输出的PWM信号转换为模拟 信号的电路。
技术介绍
在电子和自动化技术的应用中，MCU (单片机)和DAC (数模转换器)是经常需要同 时使用的，然而许多MCU内部并没有集成DAC，即使有些MCU内部集成了 DAC，所集成的DAC 的精度也往往不高，在高精度的应用中MCU还是需要外接DAC，增加了成本。技术的内容针对上述问题，申请人进行了研究，提供一种用于将PWM 信号转换为模拟信号的 电路，应用单片机的PWM(脉冲宽度调制信号)输出，或者通过定时器控制晶体管实现PWM 输出，经过上述电路的变换就可以实现DAC功能，大量降低电子设备的成本、减小了体积， 并且可以得到较高精度的DAC。本技术的技术方案如下一种用于将PWM信号转换为模拟信号的电路，包括顺序连接的两级RC低通滤波电 路以及运算放大器，两级RC低通滤波电路的输入端连接PWM信号源。所述两级RC低通滤波电路由第一电阻、第二电阻、第一电容及第二电容构成，第 一电阻的一端连接PWM信号源，其另一端分别与第一电容以及第二电阻的一端连接，第二 电阻的另一端分别与第二电容以及所述运算放大器连接，所述第一电容以及第二电容的另 一端分别接地。所述运算放大器包括运放芯片，运放芯片的同向输入端与所述两级RC低通滤波 电路的输出端连接，运放芯片的反向输入端串联第三电阻后接地，运放芯片的输出端串联 第三电容后接地，电解电容与第三电容并联，运放芯片的反向输入端和输出端之间连接有 第四电阻。本技术的有益技术效果是本技术通过廉价的电子元器件就可以得到高精度的DAC，降低了设备的成本。 单电源供电，非常适用在基于单片机的嵌入式系统中应用。采用的电解电容和电容没有特 殊的要求，很容易调试。由于PWM波很容易通过MCU的软件进行控制，即使电路稍微有些系 统误差，也很容易通过软件进行校正。因此可以得到较高精度的DAC输出。附图说明图1是本技术的原理框图。图2是本技术的实施例电路图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。图1是本技术的原理框图。如图1所示，本技术包括顺序连接的两级RC低通滤波电路以及运算放大器，两级RC低通滤波电路的输入端连接PWM信号源。该PWM信 号源可以是单片机自带的PWM输出，或者通过定时器控制晶体管实现的PWM输出。图2是本技术的实施例电路图。如图2所示，所述两级RC低通滤波电路由第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容Cl及第二电容C2构成，第一电阻Rl的一端连接PWM信 号源，其另一端分别与第一电容Cl以及第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端分 别与第二电容C2以及所述运算放大器中运放芯片IClB的同向输入端5连接，所述第一电 容Cl以及第二电容C2的另一端分别接地。这样第一电阻Rl和第一电容Cl构成第一级RC 低通滤波电路，第二电容C2和第二电阻R2构成第二级RC低通滤波电路。所述运算放大器包括运放芯片IC1B，运放芯片IClB的同向输入端5与所述两级RC低通滤波电路的输出端，即第二电阻R2的一端连接，运放芯片IClB的反向输入端6串联 第三电阻R3后接地，运放芯片IClB的输出端7串联第三电容C3后接地，电解电容C4与第 三电容C3并联，运放芯片IClB的反向输入端6和输出端7之间连接有第四电阻R4。所述 第三电阻R3和第四电阻R4用于调节输出电压的范围，所述电解电容C4与第三电容C5用 于滤波。运放芯片IClB的另两个端口分别接+24V以及接地。以上所述的元器件均为市售商品，其商品型号可参见下表。图2中的主要元器件表<table>table see original document page 4</column></row><table>原理说明在DAC的应用中，分辨率是一个很重要的参数，若N是PWM波一个周期 的计数脉冲个数，η是PWM波一个周期中高电平的计数脉冲个数，则DAC的分辨率的计算直 接与N和η的可能变化有关，计算公式为分辨率R = log 2 (Ν/η的最小变化量)。由此可 得，N越大DAC的分辨率越高，但PWM的周期也越大，相当于1次谐波的频率也越低，需要截止频率很低的低通滤波器，DAC输出的滞后也将增加。考虑到目前单片机自带的PWM输出，或者通过定时器控制晶体管实现的PWM输出，其分辨率基本已达到12 16bit或更高，采用如图2所示的电路，两级RC低通滤波电路对 PWM脉冲滤波得到模拟信号，再与一级运算放大器配合，可实现0 IOV直流输出电压。输 出电压OUT的范围可通过调节第四电阻R4与第三电阻R3的阻值而随意调整。由于放大器 的输入阻抗很大，因此两级RC低通滤波电路的滤波效果很好，电压纹波极小，即MCU输出的 调制PWM波在滤波放大后实现了 DAC功能。以上所述的仅是本技术的优选实施方式，本技术不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本技术的精神和构思的前提下，可以做出其他改进 和变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将ＰＷＭ信号转换为模拟信号的电路，其特征在于：包括顺序连接的两级ＲＣ低通滤波电路以及运算放大器，两级ＲＣ低通滤波电路的输入端连接ＰＷＭ信号源。

【技术特征摘要】
一种用于将PWM信号转换为模拟信号的电路，其特征在于包括顺序连接的两级RC低通滤波电路以及运算放大器，两级RC低通滤波电路的输入端连接PWM信号源。2.根据权利要求1所述用于将PWM信号转换为模拟信号的电路，其特征在于所述两 级RC低通滤波电路由第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)、第一电容(Cl)及第二电容(C2)构成， 第一电阻(Rl)的一端连接PWM信号源，其另一端分别与第一电容(Cl)以及第二电阻(R2) 的一端连接，第二电阻(R2)的另一端分别与第二电容(C2)以及所述运算放大器连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志刚，陈志明，
申请(专利权)人：台安科技无锡有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]