《電子技術(shù)應(yīng)用》
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利用RC濾波器實(shí)現(xiàn)DAC去干擾電路
摘要: 在路上似乎到處都有令人討厭的減速帶,在行車(chē)道和停車(chē)場(chǎng),隨處可見(jiàn)它們的身影。盡管它們的尺寸大小不一,但都一樣不討人喜歡。碰到這些減速帶時(shí),您可以選擇減速通過(guò)以減少對(duì)車(chē)輛的磨損,也可以退回去,但最好的辦法是繞過(guò)去。
Abstract:
Key words :

  在路上似乎到處都有令人討厭的減速帶,在行車(chē)道和停車(chē)場(chǎng),隨處可見(jiàn)它們的身影。盡管它們的尺寸大小不一,但都一樣不討人喜歡。碰到這些減速帶時(shí),您可以選擇減速通過(guò)以減少對(duì)車(chē)輛的磨損,也可以退回去,但最好的辦法是繞過(guò)去。

  昨天,在我減速通過(guò)一條討厭的減速帶時(shí),突然想到了我的那個(gè)精密型 16 位 R-2R DAC。它在中間刻度時(shí)存在短時(shí)脈沖波形干擾問(wèn)題(請(qǐng)參見(jiàn)圖 1)。我想,在選擇使用具有較大短時(shí)脈沖波形干擾特性的 DAC 時(shí),可以在 DAC 輸出端添加一些去干擾電路,從而減少干擾的影響。兩種常見(jiàn)的 DAC 去干擾電路是簡(jiǎn)單的低通濾波器(相當(dāng)于一種減速方法),以及采樣/保持電路(相當(dāng)于“繞過(guò)”干擾)。這兩種去干擾電路都可以降低干擾振幅,或者去除干擾能量。

        

  最簡(jiǎn)單的 DAC 去干擾方法是在 DAC 放大器輸出端 (VOUT) 使用一個(gè) R/C 濾波器(圖 2 底部)。這種濾波器可以降低干擾的振幅,但增加了建立時(shí)間。

          

  圖2頂部的曲線為DAC負(fù)載DAC(LDAC)引腳的信號(hào)。利用DIN(數(shù)據(jù)輸入)引腳和CLK(時(shí)鐘引腳),便能夠以串行方式將一個(gè)數(shù)據(jù)字載入到 DAC 中。一旦DAC 有了全部的數(shù)據(jù),LDAC 引腳的升沿便將數(shù)據(jù)字載入內(nèi)部 DAC 寄存器。這樣便改變了 DAC 輸出電壓。中間的曲線表示測(cè)得的 DAC 輸出中間刻度模擬干擾。底部曲線表示使用一個(gè) R/C 低通濾波器后測(cè)得的模擬信號(hào)。

  一般而言,這個(gè)過(guò)程會(huì)比較順利。在您增加(或者減小)數(shù)據(jù)碼值時(shí),輸出電壓也隨之上升(或者下降)。但在四分之一和四分之三中間刻度處,DAC 會(huì)產(chǎn)生干擾。中間刻度干擾最大。

  要想確定正確的 R/C 比,首先要查看干擾時(shí)間,然后給您的濾波器選擇一個(gè) 3dB點(diǎn),其比干擾頻率低 10 倍左右。

  例如,圖 2 中干擾時(shí)間約為 1 μsec,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換得到 1 MHz 干擾時(shí)間。由這種估算,我們知道圖 2 中的 R/C 值構(gòu)建了一個(gè) 80 kHz 低通濾波器。在選擇您的 R/C 值時(shí),請(qǐng)確定 R 足夠的低,以避免出現(xiàn)載入誤差。

  這種 R/C 濾波器解決了 R-2R DAC 干擾問(wèn)題,但它也并非是一頓“免費(fèi)的午餐”。正如您在圖 2 底部曲線所看到的那樣,R/C 濾波器延長(zhǎng)了 DAC 的建立時(shí)間輸出信號(hào)。

  根據(jù)您不同的應(yīng)用要求,簡(jiǎn)單的R/C濾波器都可以奏效。如果系統(tǒng)要求一個(gè)有干擾問(wèn)題的R-2R DAC,則開(kāi)關(guān)電容解決方案結(jié)合 R/C 濾波器可能會(huì)是一種解決方案。

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