关于DAC, PWM做DAC

sh***

这个DA输出2.5V，PWM占空比50%时候，纹波参数是多少？

国芯人***

关于您提到的DA输出25V且PWM占空比为50%时的纹波参数问题，我们需要从多个方面进行分析和解答。

首先，DA（数模转换器）的输出纹波主要受到以下几个因素的影响：

1. PWM频率：PWM（脉宽调制）信号的频率越高，输出纹波通常越小。高频PWM可以更有效地滤除高频噪声，从而降低纹波。

2. 滤波电路：DA输出通常会经过一个低通滤波电路，以平滑PWM信号并减少纹波。滤波电路的设计（包括电容和电感的参数）对纹波大小有直接影响。

3. 负载特性：负载的动态响应特性也会影响纹波。负载的阻抗变化、电流需求等都会对纹波产生不同影响。

4. 电源质量：电源的稳定性、噪声水平等也会对DA输出的纹波产生一定影响。

在您提到的具体情况下，DA输出为25V，PWM占空比为50%。假设PWM频率为f，滤波电路的截止频率为fc，负载为R，电容为C，电感为L，我们可以通过以下公式估算纹波电压（Vripple）：

\[ V{ripple} \approx \frac{V{in} \cdot D \cdot (1 - D)}{8 \cdot f \cdot L \cdot C} \]

其中，Vin为输入电压，D为占空比（50%时为0.5），f为PWM频率，L为滤波电感，C为滤波电容。

为了具体计算纹波参数，我们需要知道以下具体参数：
PWM频率（f）
滤波电感（L）
滤波电容（C）
负载电阻（R）

假设以下参数：
PWM频率：100 kHz
滤波电感：10 µH
滤波电容：100 µF
负载电阻：10 Ω

代入公式：

\[ V{ripple} \approx \frac{25 \cdot 0.5 \cdot (1 - 0.5)}{8 \cdot 100 \times 10^3 \cdot 10 \times 10^{-6} \cdot 100 \times 10^{-6}} \]

\[ V{ripple} \approx \frac{25 \cdot 0.25}{8 \cdot 100 \times 10^3 \cdot 10 \times 10^{-6} \cdot 100 \times 10^{-6}} \]

\[ V{ripple} \approx \frac{6.25}{8 \cdot 100 \times 10^3 \cdot 10 \times 10^{-6} \cdot 100 \times 10^{-6}} \]

\[ V{ripple} \approx \frac{6.25}{8 \cdot 100 \times 10^3 \cdot 10^{-9}} \]

\[ V{ripple} \approx \frac{6.25}{8 \times 10^{-4}} \]

\[ V{ripple} \approx 7.8125 \, \text{mV} \]

因此，在上述假设条件下，DA输出的纹波电压约为7.8125 mV。

需要注意的是，实际应用中的纹波参数可能会因具体电路设计、元件参数偏差、环境温度等因素而有所不同。建议在实际设计和测试中，通过实验测量和调整滤波电路参数，以获得最佳的纹波性能。

此外，为了进一步降低纹波，可以采取以下措施：

1. 提高PWM频率：增加PWM频率可以有效降低纹波，但同时也会增加开关损耗。

2. 优化滤波电路：选择合适的电感和电容值，确保滤波电路的截止频率远低于PWM频率。

3. 使用低ESR电容：低等效串联电阻（ESR）的电容可以更有效地滤除高频噪声。

4. 增加滤波级数：通过多级滤波电路进一步平滑输出波形。

5. 优化布局和布线：减少电路中的寄生电感和电容，降低噪声干扰。

通过以上分析和措施，可以有效控制和降低DA输出的纹波，提高系统的稳定性和可靠性。希望这些信息对您有所帮助。如有进一步问题，欢迎继续讨论。

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]

神***

PWM做DAC


【新提醒】出个AI8051U的PWM例程 | 3相互补SPWM变频驱动，PWMA-3个相位差120度的PWM互补输出 - BLDC/144MHz-PWM-硬件移相/45路PWM+3路CCP/7组不同周期的PWM/DAC 国芯技术交流网站 - AI32位8051交流社区

梁***

刚好有空，我推导一下，作为通用设计计算方法：

128***

梁*** 发表于 2025-4-26 13:30
刚好有空，我推导一下，作为通用设计计算方法：

请教梁工：既然2节RC都一样，第二节沿用第一节RC值不是一样的吗，不影响计算结果吧。如果Uo再接到高阻抗运放，是不是两节RC用相同数值都可以的，还有，如果Uo接运放，是不是可以直接接成2阶低通形式。

梁***

128*** 发表于 2026-4-7 15:22
请教梁工：既然2节RC都一样，第二节沿用第一节RC值不是一样的吗，不影响计算结果吧。如果Uo再接到高阻抗 ...

两节RC会相互影响，导致实际的截止频率比单节RC低。
当两节RC的参数一样时，相互影响较大，而后一节的R值是前一节的3~5倍，但保持RC值不变，则截止频率比较接近单节RC的频率。
如果使用运放，则使用3阶低通，第一阶RC用于滤除高频（PWM的高频很丰富的），避免运放的频带不够，之后进入运放做的二阶有源低通滤波，R值是第一阶R值的5~10倍，会得到非常好的效果。

128***

梁*** 发表于 2026-4-7 16:26
两节RC会相互影响，导致实际的截止频率比单节RC低。
当两节RC的参数一样时，相互影响较大，而后一节的R值 ...

您的意思是。。。比如说这样：

梁***

128*** 发表于 2026-4-7 17:59
您的意思是。。。比如说这样：

对的，推荐设计如下：




第一级无源RC对高频衰减很有利，fc = 1/(2*pi*RC)，Q=0.5。
R1、R2、C1、C2与运放组成二阶有源低通滤波，取Q=1，组成3阶巴特沃斯低通滤波器。
推荐取值：R1=R2，C1=4C2，则 fc = 1/(2*pi*R1*2C2)。
推荐R1=R2=5R，则根据 fc = 1/(2*pi*RC) = 1/(2*pi*R1*2C2)，得到R1=R2=5R，C2=C/10，C1=4C2。
比如：R=16K，C=10nF，R1=R2=82K，C2=1nF，C1=3.9nF，则fc大约是1000Hz。由于参数要取系列值，所以实际有一点点偏差，在2%之内。
响应曲线如下：当频率为1600Hz，幅度降到了0.237。

128***

梁*** 发表于 2026-4-7 23:45
对的，推荐设计如下：

好的，谢谢梁工分享的设计思路，太严谨了