想请教下得用PWM进行DA数模转换时RC滤波参数怎么计算

登录 · 发表于 2014-7-9 21:42

本帖最后由 qiangxiaochen 于 2014-7-9 21:43 编辑

如图，我想用PWM进行DA数模转换，可是运放前级的RC滤波参数应该计算呢？求大神指导！

PWM数模转换

发表于 2014-7-9 22:45

根据DA输出中允许有多少PWM纹波来计算。

发表于 2014-7-10 08:46

版主能不能说详细点呢？举个例子说明下怎么计算呗，谢谢！

登录 · 发表于 2014-7-13 11:02

我曾经花了一周的时间来研究RC滤波电路里，RC参数选择问题，但是在网上找各种资料，主要都是讲截止频率。
我仔细思考后，觉得RC滤波对PWM波进行滤波时，主要目的是使滤波后的波形平滑，所以应该考虑的是PWM波上升沿时，对电容充电时间，和PWM下降沿时的放电时间;
即使充电时间一定要小于放电时间。

所以觉得下图即可以达到要求,各位，在没有大神出来指导时，先这样用吧，遇到滤波电路，用10uf进行前级滤波，用10uf和0.1uf并联进行滤波得了，低通滤波计算好像不适合对PWM波进行滤波……
如果大神看到这个帖子，详细的给讲讲呗！谢了！

发表于 2014-7-13 12:09

4楼使用一阶RC低通滤波，这往往不能满足PWM滤波需要，就是说，不能既满足输出中PWM纹波含量，又满足反应快速的要求。
首帖用二阶，比较好一点，最好能使用三阶RC或更高阶滤波。当然，如果你对快速响应没有要求，一阶也不是绝对不行。
另外，4楼图中负载电阻5k欧，滤波电阻10k欧，通常不能这个样子。负载电阻应该远大于滤波电阻，最好是无穷大。输入信号PWM_V1内阻应尽量小(接近电压源)，而且高电平和低电平时内阻应该相同，至少相差不大。
RC低通滤波截止频率(最好使用“转折频率”)的选择，应该使滤波输出中PWM纹波小于你要求的数值，例如小于1%或者0.1%。显然，对纹波含量1%，一定的PWM频率例如20kHz，一阶二阶三阶RC低通滤波转折频率各不相同。一阶转折频率必须很低，三阶就可以高得多(有利于快速响应)。

发表于 2014-7-13 12:10

当没说的话：先搞清楚输入信号和输出量的特点（频率成分等），对谁积分，积分周期是是关键，长长短短，快快慢慢，不然积分结果不是你需要的。
大多数的情况下，积分电路的目的是消除输入信号的快变量（干扰等等），得到一个能够反映输入信号慢变或者惯性的输出量。

发表于 2014-7-13 20:42

5楼，我就是想知道RC参数在这种电路里应该怎么计算，您既然了解这么多，又指出了我4楼的不对，您何不详细讲讲这种电路里RC的计算问题呢，这样弄的我知道您说的对，我的电路有问题，RC参数有问题，可您到是说说俱体应该怎么计算啊。

登录 · 发表于 2014-7-21 21:43

找到我满意的答案了，以下是答案：
傅里叶变换理论告诉我们,任何一个周期为T的连续信号f（t）,都可以表达为频率是基频的整数倍的正、余弦谐波分量之和。它是以时间轴原点为对称点的、单极性的PWM信号,表达式为
。
式中直流分量A0就是所需要的 D/A输出，式中的正、余弦谐波分量是要过滤的部分，由傅里叶理论可以等到式中后半部分是PWM信号频率的整数倍，因此只要我们的RC滤波电路小于PWM信号的频率，完全滤掉PWM信号的高频谐波分量。
这个公式让我觉得，终于有公式可以计算这种电路，虽然把傅里叶理论还给了老师，但是大概明白一点，呵呵……

发表于 2014-7-21 21:55

qiangxiaochen 发表于 2014-7-21 21:43
找到我满意的答案了，以下是答案：
傅里叶变换理论告诉我们,任何一个周期为T的连续信号f（t）,都可以表达为 ...

“只要我们的RC滤波电路小于PWM信号的频率，完全滤掉PWM信号的高频谐波分量”
“完全”是办不到的事。
低通滤波，只能将交流成份滤除到小于一定比例，例如滤到原幅度的百分之一，或者千分之一，或者万分之一……。并不是RC滤波电路转折频率小于PWM信号频率，高频谐波分量就全都没有了。
这也是我在2楼和5楼所说的意思。

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