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模拟/数字技术
利用单片机构成高精度PWM式12位D/A
发布日期：2009-3-16 15:11:54 文章来源：搜电 浏览次数： [pic]24
[pic][pic][pic] [一].前言
在用单片机制作的变送器类和控制器类的仪表中，需要输出1—5V或4—20mA的直流信号的
时候，通常采用专用的D/A芯片，一般是每路一片。当输出信号的精度较高时，D/A芯片
的位数也将随之增加。在工业仪表中，通常增加到12位。12位D/A的价格目前比单片机的
价格要高得多，占用的接口线数量也多。尤其是在需隔离的场合时，所需的光电耦合器
数量与接口线相当，造成元器件数量大批增加，使体积和造价随之升高。如果在单片机
控制的仪表里用PWM方式完成
D/A输出，将会使成本降低到12位D/A芯片的十分之一左右。我们在S系列流量仪表中采用
了这种方式，使用效果非常理想。下面介绍一下PWM方式D/A 的构成原理。
[二].电路原理
一般12位D/A转换器在手册中给出的精度为±1/2LSB，温度漂移的综合指标在20—50ppm/℃
，上述两项指标在0.2级仪表中是可以满足要求的，下面给出的电路可以达到上述两项指
标。
[pic]
图1中的T是固定宽度，τ的宽度是可变的。τ分为5000份，每份2us。所以τ的最大值τmax
=2×5000=10000us，这就是T的宽度。当τ=T时，占空比为1，Vo=5.000V，τ=0时，Vo=0V。
这种脉冲电压经过两级RC滤波后得到的电压可由下式表示:
[pic]
VM必须是精密电压源。Vo与占空比成正比，且线性较好，这种方式在理论上是很成熟的
，但实际应用上还存在一些问题。图2是实际线路，其中单片机可用8098或8031两种常用
芯片，VM的数值为5.000V±2mV，D/A与单片机必须是电气
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