本帖最后由 tkyl01 于 2018-5-14 17:30 编辑
我说的是一种比较直观的方法，从时域分析的，只要滤波器的放电时间远大于输入对滤波器的充电时间(10倍以上)就可以保证输出是比较平滑的，而所谓的建立时间或响应时间也和RC滤波器的时间常数有关，对于100KHZ的PWM,R=10K,C=0.1uf就能满足要求，但是输出的纹波及分辨率测不能很直观的判断；
如果反过来分析设计好的滤波器的频域特性：
一阶RC 的截至频率 1/(2π RC) = 159HZ，100K方波一次谐波频率是100KHZ ,那么100Kz 相对159hz 衰减 -20lg(100000/159) = -56dB,可以满足8位分辨率。而PWM频率如果降到10K则分辨率达不到8位，实际上截至频率处已衰减-3dB。
而二阶RC的截至频率如果R1=R2,C1=C2时也是159Hz,不同时fc=1/2π*sqrt(R1R2C1C2),而二阶的话第二阶可以选择不同的RC参数达到不同的效果。
如果从频域分析来设计这个滤波器：假设PWM频率10Khz,要求精度8位，
1）PWM波的直流分量就是你看到的波形，输出为高时就是3.3V，输出为低时就是0V，那么理想情况下经平滑滤波器滤波后实际输出=3.3x占空比，假如输出极性为高,占空比50%，那么理想情况下就是1.15V
但是PWM是方波含有多个谐波，需要把这些谐波滤除，其中一次谐波的幅值=2×3.3/π=2.101v，三次谐波幅值=2.101/3=0.7v，所以只需要把一次谐波衰减至不影响精度即可。对于8位精度要衰减至0.01289v一下
即衰减-20lg(2.101/0.0128)=-44dB.
2) 由1分析可知10Khz的谐波要衰减-44dB,假设滤波器截至频率f0,那么在波特图中10khz处的增益要比f0处的小44dB,即对于一阶 -20lg(10000/f0)=-44,可求出f0=63.1hz;对于二阶-40lg(10000/f0)=-44,可求出f0=794.325hz。
3) 根据截至频率选取合适的RC值即可。
但是在实际中RC滤波器往往跟他的前后级 输入阻抗，负载也有关系，所以还要实际调试方能得到最优的参数。
|
楼主
