利用單片機(jī)構(gòu)成高精度PWM式12位D/A
圖中的曲線1表示理想值,曲線2表示實(shí)測值。由圖中可見,曲線2的根部不太理想。這是因?yàn)樗褂玫碾娙莶皇羌冸娙?,其中含有一定的電感。在占空比極小時(shí),由于脈沖非常窄,它產(chǎn)生的高次諧波的頻率很高,電感對高次諧波的感抗較大,因此在脈沖沿的位置上,盡管電壓變化很大,但實(shí)際實(shí)際給電容充電卻很小。這樣就在窄脈沖時(shí)產(chǎn)生非線性。當(dāng)采用無感電容時(shí),這種非線性有較大改善,但仍不能完全吻合。由于無感電容容量太小,價(jià)格也較高,所以在大時(shí)間常數(shù)濾波電路中沒有實(shí)際意義。在實(shí)際使用中解決這一問題的方法是舍棄根部非線性部分,只用線性部分,在工業(yè)儀表中,標(biāo)準(zhǔn)的信號一般為1—5V或4—20mA。而曲線2的非線性部分在0.4V以下,所以當(dāng)采用1—5V輸出信號時(shí),精度為0.03%完全滿足12位D/A要求。
除精度滿足要求外,溫度特性也必須滿足要求。影響溫度特性的原因主要是5V精密電源和運(yùn)算放大器的溫度特性。為不使價(jià)格太高,選用2DW232精密穩(wěn)壓二極管,運(yùn)放的電阻與濾波電阻要匹配且溫度系數(shù)≤25ppm。運(yùn)算放大器選擇溫漂≤10uV/℃的均可,一般廉價(jià)低溫漂運(yùn)放都可滿足這個指標(biāo)。采用上述措施后D/A的總溫度漂為33ppm/℃。
[三].實(shí)測數(shù)據(jù)
由于這個線路是在0.2級精密儀表中使用的,因此要求線性度和溫度特性必須滿足要求,另外,這個數(shù)據(jù)是測量V/I轉(zhuǎn)換后4-20mA電源值與給定電流值之間的誤差。這個誤差還包含了V/I轉(zhuǎn)換的誤差。因此實(shí)際的D/A自身的誤差比總誤差要小。
由以上數(shù)據(jù)可知,滿量程的線性度為0.04%,滿量程的溫度漂移為0.033%/10℃,系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間約為2.2s,輸出信號與標(biāo)準(zhǔn)值相差0.1%時(shí)所用的時(shí)間為11s。
[四].結(jié)束語
上面所介紹的D/A電路結(jié)構(gòu)簡單,原理易懂,在8098及8031單片機(jī)上都可以應(yīng)用,筆者采用8098單片機(jī)的四路高速輸入輸出同時(shí)控制四路精密D/A輸出。后面加一級V/I轉(zhuǎn)換電路,構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的4—20mA電流輸出,電路經(jīng)一年多的現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用,效果很好,適于目前0.2級儀表的全部要求。
pwm相關(guān)文章:pwm原理
評論