- 一种基于PWM的电压输出DAC电路设计

　　图4的电路在图3电路的基础上增加了开关管T1、基准电压源LM3365和输出放大器TL V2472。MCU从A点输出的PWM波驱动T1的栅极，T1按照PWM的周期和占空比进行开关。T1为低 导通电阻和开关特性好的开关管，如IRF530［4］，其典型导通电阻小于0.16 Ω，而截止电阻却非常大，与T1并联的为基准电压LM3365。图4的B点将得到理想的 PWM波形，即：VH=5 V，VL=0 V，波形为方波。A点的PWM波，经过整形得到B点理想PWM波，B点的PWM波再经过两级阻容滤波在C点得到直流分量，即MCU输出的调制PWM波在C点得到解调，实现了DAC功能。根据式(2)可知，C点的电压为(5 ×n/N)V，为0～5 V之间的电压。由于放大器A1的输入阻抗很大，二级阻容滤波的效果很好，C点的电压纹波极小，满足高精度要求。输出放大器采用TLV2472，工作在电压跟随器方式，他是一个RailtoRail放大器，他的输出电压的跨度几乎等于电源电压幅度，因此可以得到0 V的电压输出，克服了一般放大器（如LM324,TL071等）输出电压跨度比电源电压范围小1 V左右这一缺点。图4与图3还有一点重要的不同是，图4的电源电压为6 V，而图3为5 V。图4中在MCU接电源电压中串联了二极管，他起降压的作用，因为一般的MCU工作电源范围为4.5～5.5 V之间。图4中采用电源电压为6 V是为了保证LM336 5能正常工作。

　　图4的电路采用的电路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，图4的电路可以得到高精度的DAC输出。

　　3　结语

　　本文在对PWM波形组成进行理论分析的基础上，提出了可以通过一个低通滤波器把PWM中的DA C调制信号解调出来，实现DAC。论文对实现DAC产生的误差的原因进行了分析，设计了两组D AC电路实现方式，分别适合于不同的应用场合。

　　图4的实现方法，通过简单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。该电路为单电源供电，非常适用在基于单片机的嵌入式系统中应用。


　　参考文献

　　［1］黄明慧，梁国礼.高等数学与工程数学［M］.广州：华南理工大学出版社 ，1993

　　［2］余永权.89系列Flash单片机原理及应用［M］.北京：电子工业出版 社，1997

　　［3］李华.MCS51系列单片机实用接口技术［M］.北京：北京航空航天大学出 版社，1993

　　［4］吴立新.实用电子技术手册［M］.北京:机械工业出版社，2002