資料介紹
引言
脈寬調(diào)制 (PWM) 是從微控制器或 FPGA 等數(shù)字器件產(chǎn)生模擬電壓的一種常用方法。大多數(shù)微控制器都具有內(nèi)置的專用 PWM 產(chǎn)生外設(shè),而且其僅需幾行 RTL 代碼即可從FPGA產(chǎn)生一個(gè)PWM信號(hào)。如果模擬信號(hào)的性能要求不是太嚴(yán)格,那么這就是一種簡(jiǎn)單和實(shí)用的方法,因?yàn)樗恍枰粋€(gè)輸出引腳,而且與具有一個(gè) SPI 或 I2C 接口的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 相比,其代碼開銷是非常低。圖 1 示出了一款典型應(yīng)用,其采用一個(gè)經(jīng)濾波的數(shù)字輸出引腳來產(chǎn)生一個(gè)模擬電壓。
該方案的諸多不足之處您不必深究就能發(fā)現(xiàn)。理想情況下,一個(gè)12位模擬信號(hào)應(yīng)具有小于1LSB的紋波,因而對(duì)于一個(gè) 5kHz PWM 信號(hào)需要采用一個(gè) 1.2Hz 低通濾波器。電壓輸出的阻抗由濾波器電阻決定,如果要保持一個(gè)大小合理的濾波電容器,那么它就會(huì)相當(dāng)大。因此,輸出必須只驅(qū)動(dòng)一個(gè)高阻抗負(fù)載。PWM 至模擬轉(zhuǎn)換函數(shù)的斜率(增益)由微控制器(很可能是不準(zhǔn)確) 的數(shù)字電源電壓來決定。一個(gè)更微妙的影響是:為了保持線性度,在高態(tài)中連接至電源之?dāng)?shù)字輸出引腳的有效電阻,以及在低態(tài)中連接至地的電阻,相比于濾波器電阻的阻值時(shí), 失配必須很小。最后,PWM 信號(hào)必須是連續(xù)的,旨在把輸出電壓保持在一個(gè)恒定值,假如處理器被置于一種低功率停機(jī)狀態(tài),這或許會(huì)產(chǎn)生問題。
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