【电子电路】（1）PWM转DAC如何实现

本文主要是介绍【电子电路】（1）PWM转DAC如何实现，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

什么是PWM

PWM是由一串连续行走在某输出管脚上的0、1交替出现的信号组成，我们称高电平1为ON，低电平0为OFF，ON+OFF为一个周期T，ON的持续时间除以周期T就为占空比 - Duty Cycle，看下面的两个图。在这里插入图片描述
高电平1为ON，低电平0为OFF

PWM占空比（Duty Cycle）就是高电平持续时间除以周期

如果发送端用脉冲的占空比来传递“电压值”，也就是将某个数字的电压值对脉冲的占空比进行调制，就可以在接收端通过RC低通滤波器（也就是解调器）从调制脉宽的数据流中得到需要的模拟电压值，从而达到DAC的目的。

假设脉冲的占空比为0的时候（整个周期全部为OFF - 低电平）代表电压值为0，占空比为100%的时候（整个周期全部为ON - 高电平）代表电压值为最高电压，比如3.3V，则40%的占空比就是40%*3.3V。占空比改变-每个周期的脉宽改变，也就意味着输出的电压值在改变。

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用脉宽的改变携带电压值的变化信息

用一个电阻和电容组成的低通滤波就可以将PWM中携带的电压信息“解调”成模拟的电压值

那在PWM里是如何对应转换率和转换精度这个两个指标呢？

看一下下面的波形：

PWM-DAC的转换频率相当于脉冲的重复频率
PWM-DAC的分辨率相当于脉冲宽度相对于整个周期的精度，举例如果一个最小的脉冲ON的时间为5ns（可以用100MHz的时钟计数产生），PWM脉冲的周期为5ns(占空50% 1/100MHZ = 10ns 5ns就是占空50%) x 256 = 1.28us，则这个PWM-DAC相当于是8位的DAC。

也就是说如果你用100MHz的时钟来通过PWM的方式做一个8位的DAC，最高的转换频率也只能到1/1.28us ≈ 781KHz分辨率高则转换率降低，因此用PWM做的DAC一般用于生成非常低频的信号乃至直流信号。

下面的图为经过一个最简单的由一个电阻R和一个电容C构成的低通滤波以后得到的模拟信号，可以看到在输出的模拟信号上还是有很高频率的纹波
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通过RC低通滤波得到的模拟输出信息

如果要进一步平滑输出模拟信号上的波纹，可以通过加入电感或者用运算放大器构成的有源低通滤波器来对纹波实现更强的抑制。