【導讀】實現高分辨率數模轉換的一種廉價方法是將微控制器PWM（脈寬調制）輸出與精密模擬電壓基準，CMOS開關和模擬濾波（基準1）相結合。但是，PWM-DAC設計提出了一個很大的設計問題：如何充分抑制開關輸出中不可避免地存在的大型交流紋波分量？
實現高分辨率數模轉換的一種廉價方法是將微控制器PWM（脈寬調制）輸出與精密模擬電壓基準，CMOS開關和模擬濾波（基準1）相結合。但是，PWM-DAC設計提出了一個很大的設計問題：如何充分抑制開關輸出中不可避免地存在的大型交流紋波分量？當您使用典型的16位微控制器-PWM外設進行DAC控制時，紋波問題變得尤為嚴重。這樣的高分辨率PWM功能通常周期較長，因為2 16 16位定時器和比較器的倒數模數。這種情況會導致交流頻率分量緩慢地慢到100或200 Hz。在如此低的紋波頻率下，如果您采用足夠的普通模擬低通濾波來將紋波抑制到16位（即–96 dB）的噪聲水平，則DAC穩定時間可能變為整整一秒或更長。
在電路圖1 避免了低通通過組合差分積分，濾波的問題 1，與采樣和保持放大器，A 2，在與PWM周期，T同步操作的反饋回路2 中圖2 。如果使積分器時間常數等于PWM周期時間（即R 1 ×C 1 = T 2），并且如果采樣電容器C 2等于保持電容器C 3，，則濾波器可以在一個PWM周期內獲取并穩定到新的DAC值。盡管這種方法很難使 終的DAC完全“高速”，但0.01秒的建立仍然比1秒的建立好100倍。與速度一樣重要，建立時間的這種改善不會影響紋波衰減。理論上，同步濾波器的紋波抑制是無限的，實際上 的限制是從S 2 到C 3的非零電荷注入。為S 2選擇低注入電荷開關， 為C 3選擇大約1 ?F的電容， 很容易導致微伏的紋波幅度。
圖1 該DAC紋波濾波器在與PWM同步運行的反饋環路中將差分積分器A 1與采樣保持放大器A 2結合在一起。
圖2 DAC輸出在一個周期內穩定。
可選的反饋分壓器R 2 / R 3 在具有通用基準電壓源的DAC輸出范圍內提供靈活性。例如，如果R 2 = R 3，則5V參考電壓將產生0至10V的輸出范圍。這種跨度調整方法的另一個優點是輸出紋波保持獨立于基準放大。
參考
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