用模拟减法取消PWM DAC纹波
文章作者:Stephen Woodward
通过这个简单的设计思想，可以显著减少纹波，提高PWM DAC的速度。
每一个PWM DAC设计都需要模拟滤波，以从不必要的交流纹波中分离出所需的PWM占空比比例直流分量。其中最简单的是基本的RC低通滤波器，它给出一个峰到峰的纹波幅度(对于50% PWM占空比的最坏情况，其中T脉宽调制= PWM周期时间，假设RC > T脉宽调制):
V涟漪/ V全尺度的= T脉宽调制/ 4·RC
明显的设计权衡是通过选择足够大的RC产品来实现任何所需程度的波纹衰减，稳定时间将相应地受到影响。例如，如果我们（相当逻辑地）选择定义乐队的定义，则等于纹波幅度，然后...
T解决= RC·ln (V全尺度的/ V涟漪)
= T脉宽调制·V全尺度的·ln (V全尺度的/ V涟漪) /(4·V涟漪)
这种关系的结果可以用8位例子来说明:
考虑到:V涟漪/ V全尺度的= 1/256;RC = 64·T脉宽调制
T解决= 64·ln(256)·T脉宽调制= 355·T脉宽调制
即使是一个相当快的32千赫(31µs T脉宽调制)，积极预测冰川11女士沉降时间。
显然，如果沉降时间是一个关键的设计参数，我们需要做得更好，找到一个不那么简单的过滤方案。在这个方向上的极端可能性可以从我之前的DI中得到说明，快速解决同步- pwm - dac滤波器几乎没有纹波。
但并不是所有不能容忍一月份糖蜜的应用355·T脉宽调制安定时间需要或可以证明这样一个复杂的过滤解决方案。的设计理念本文介绍的是这些中间路线应用程序。所示图1，它增加了基本的R1/C1低通与一个逆变器，R2，和C2，结合来抵消和减去(大部分)想要的直流信号不希望的交流成分，留下一个相对干净的模拟输出与安定时间远少于一个简单的RC滤波器。
图1PWM DAC纹波消除器的波形和原理图
但是多纯净是“相对干净”，多快是“少很多”?设R2=R1, C2=C1，则新电路的纹波和安定时间数值为:
V涟漪/ V全尺度的=（T.脉宽调制/ 4·RC)2
T解决= T脉宽调制·ln (V全尺度的/ V涟漪)·(V全尺度的/ 16·V涟漪)1/2
再次参考8位的情况(如图1所示):
考虑到:RC = 4·T脉宽调制
T解决= 22·T脉宽调制=0.69毫秒
32千赫的频率是16千赫速度快了好几倍，波幅比是平方!
对于许多应用来说，这代表了一个非常值得的折衷，即适度增加电路复杂性和显著提高PWM DAC性能。
- - - - - -w·斯蒂芬·伍德沃德是EDN最多产和最具创新的设计理念作者之一，他的贡献有数十项。
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