[发明专利]PWM通道合成高数位DA的方法及其电路

权利要求书

1.一种PWM(Pulse Width Modulation)通道合成高数位DA(Digital/Analog)的方法，其包括以下步骤：对高数位数字量由单片机进行拆解运算，得到两个或多个低数位数字量并存储，所述的高数位二进制数字量D拆解运算包括如下步骤：将高数位n除以低数位m，得到需要拆解的低数位数字量个数i；将高数位数字量D由高位开始依次顺序取出m位数字作为第一个低数位数字量D1，之后按剩余的位数记录新数字量，并按此步骤依序完成其后的拆解；当最后一个剩余的数字量位数记为ms，如该数字量够m位即ms＝m，如不够m位时，则在其前面高位补0，使其达到m位，组成最后一个低数位数字量Di；完整记录所有低数位数字量D1，D2，...，Di，按顺序保存；由单片机将各低位数字量对应产生PWM方波输出；按合成算法要求权系数设置特定的电阻合成网络，对所有低数位PWM信号合成，合成网络权系数计算算法包括如下步骤：对应于低数位数字量D1，D2，...，Di，设置合成串联电阻R1，R2，...，Ri；按m及ms计算：R2/R1＝2^m，R3/R2＝2^m，...，Ri-1/Ri-2＝2^m，Ri/Ri-1＝2^ms，根据运算放大器的输入阻抗选择合适的电阻R1，并按上述算式计算R2，...，Ri；计算R2直到Ri并联值Rp，合成后比例放大系数为1+R1/Rp；按此设计放大电路；对合成后脉冲信号实施低通滤波；按合成算法合成后系数比例放大，产生模拟量输出。

2.一种PWM通道合成高数位DA电路，其特征在于：该PWM通道合成高数位DA电路包括依次连接的单片机电路，多通道PWM输出电路，合成网络电路，低通滤波电路以及比例放大电路，该单片机电路将输入的n位二进制数字量D按拆解算法得到各低位数字量D1，D2，...，Di，并由单片机电路产生i个通道对应m位PWM输出，各PWM输出脉冲通过合成网络电路得到合成后脉冲信号，再经过低通滤波电路和比例放大电路得到模拟量输出，即n位数字量D的高精度DA输出。

3.根据权利要求2所述的PWM通道合成高数位DA电路，其特征在于：单片机电路供电采用高精度供电单元。

4.根据权利要求2所述的PWM通道合成高数位DA电路，其特征在于：单片机电路的PWM信号端口后置低阻抗开关脉冲电路，其开关逻辑输入为单片机PWM信号，其上端电平为高精度供电基准电源，其输出端作为新的PWM信号输出口。

5.根据权利要求2所述的PWM通道合成高数位DA电路，其特征在于：对应于低数位数字量D1，D2，...，Di，设置合成串联电阻R1，R2，...，Ri，将高数位n除以低数位m，得到需要拆解的低数位数字量个数i；将高数位数字量D由高位开始依次顺序取出m位数字作为第一个低数位数字量D1，之后按剩余的位数记录新数字量，并按此步骤依序完成其后的拆解；当最后一个剩余的数字量位数记为ms，如该数字量够m位即ms＝m，如不够m位时，则在其前面高位补0，使其达到m位，组成最后一个低数位数字量Di；按m及ms计算：R2/R1＝2^m，R3/R2＝2^m，...，Ri-1/Ri-2＝2^m，Ri/Ri-1＝2^ms，根据运算放大器的输入阻抗选择合适的电阻R1，并按上述算式计算R2，...，Ri；计算R2直到Ri并联值Rp，合成后比例放大系数为1+R1/Rp；按此设计放大电路。

6.根据权利要求5所述的PWM通道合成高数位DA电路，其特征在于：当i＝2时，即电路中包括两路电阻，且R2/R1＝2⁴＝16。

7.根据权利要求5所述的PWM通道合成高数位DA电路，其特征在于：当i＝3时，即电路中包括三路电阻，且R2/R1＝2⁸＝256，R3/R2＝2⁴＝16。