|
有一个项目需要输出一个0到3.3V的模拟电压，精度要求不太高，1%以内就可以。手头没有DAC，就用PWM加RC滤波做了一个简易的DAC。 PWM频率选的是10kHz，RC滤波的截止频率选在1kHz左右，算下来电阻10K，电容0.1uF。理论上纹波应该很小，实际测出来却有二三十毫伏的纹波。 用示波器看PWM输出引脚，波形很标准，方波上升沿下降沿都很陡。但是经过RC滤波之后的波形纹波确实大了。一开始怀疑是电容的ESR太大，换了一个钽电容，纹波小了一点但还是有。 后来发现，纹波的频率等于PWM频率，但是幅度跟PWM的占空比有关系。占空比在50%附近的时候纹波最大，0%和100%的时候纹波最小。这是因为RC滤波对脉宽调制信号的响应是有限的，占空比变化时电容充放电的时间常数固定，纹波幅度跟脉宽有关。 解决方法是提高PWM频率。把PWM频率从10kHz提高到了100kHz，RC滤波截止频率不变，纹波幅度大概降低了10倍。但是PWM频率太高了也不行，MCU的定时器会消耗更多资源，而且如果后面的负载是模拟输入，频率太高了可能会耦合到其他地方。 另一个改进是加了二级RC滤波。两个RC串联，截止频率更低，纹波进一步减小。代价是响应速度变慢了，输出稳定需要的时间变长了。 还有一个细节，PWM输出引脚的驱动能力有限，直接接RC滤波会影响输出电平的准确性。在PWM引脚和RC滤波之间加了一个缓冲器，隔离了负载对PWM输出电平的影响。 用PWM做DAC成本低实现简单，适合精度要求不高的场合。如果要求高还是得用专用的DAC芯片，示波器看波形的时候就知道了。
| 
