[发明专利]一种模拟量输出电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电气控制自动化技术领域，尤其涉及一种模拟量输出电路及控制方法。

背景技术

模拟量输出电路用于将PWM（脉冲宽度调制信号）信号转换为模拟信号，以驱动模拟器件。

现在的模拟量输出电路主要包括滤波电路和信号放大电路。其中，滤波电路对PWM信号发生器输出的PWM信号进行滤波处理以形成直流信号，滤波电路输出的直流信号的电压与PWM信号的占空比相关，在PWM信号的高低电平信号的电压不变的情况下，滤波电路输出的直流电压随着PWM信号的占空比的增大而增大。信号放大电路用于对滤波电路输出的直流信号进行放大处理，以输出直流信号。

但是，现有的模拟量输出电路的精度较低，这是由于PWM信号发生器输出的PWM信号存在压降，导致滤波电路输出的直流信号也会出现压降，再经过放大电路的处理，最终输出的直流信号将出现更大的压降，远低于目标电压值。举例进行说明：当PWM信号的占空比为50%时，滤波电路输出的直流信号的理想电压为3.3V，之后再经过信号放大电路进行3倍放大处理，从而得到9.9V的电压信号，接近目标电压值10V，但是由于PWM信号本身存在压降，会导致滤波电路输出的直流信号的电压只有3.1V，之后经过信号放大电路的处理，输出的直流信号的电压值只有9.3V，与目标电压值之间的差值较大，输出模拟信号的精度较低。

因此，如何提供一种高精度的模拟量输出电路是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种模拟量输出电路及控制方法，以输出高精度的模拟信号。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开一种模拟量输出电路，包括脉冲宽度调制PWM信号发生器、第一滤波电路、第二滤波电路和差分放大电路；

所述PWM信号发生器的第一端口输出第一路PWM信号，所述PWM信号发生器的第二端口输出第二路PWM信号，并且第一路PWM信号的占空比不同于第二路PWM信号的占空比；

所述第一滤波电路的输入端与所述PWM信号发生器的第一端口连接；

所述第二滤波电路的输入端与所述PWM信号发生器的第二端口连接；

所述差分放大电路的反向输入端与所述第一滤波电路的输出端连接，所述差分放大电路的正向输入端与所述第二滤波电路的输出端连接，所述差分放大电路的输出端为所述模拟量输出电路的输出端。

优选的，在上述模拟量输出电路中，所述第一滤波电路和第二滤波电路为两级RC低通滤波电路；

所述第一滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容，所述第一电阻的第一端连接至所述PWM信号发生器的第一端口，所述第一电阻的第二端通过所述第一电容接地，所述第二电阻的第一端连接至所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电阻的第二端作为所述第一滤波电路的输出端；

所述第二滤波电路包括第三电阻、第四电阻、第三电容和第四电容，所述第三电阻的第一端连接至所述PWM信号发生器的第二端口，所述第三电阻的第二端通过所述第三电容接地，所述第四电阻的第一端连接至所述第三电阻的第二端，所述第四电阻的第二端通过所述第四电容接地，所述第四电阻的第二端作为所述第二滤波电路的输出端。

优选的，在上述模拟量输出电路中，所述差分放大电路包括运算放大器、第五电阻、第六电阻和第七电阻；

所述运算放大器的反向输入端连接至所述第二电阻的第二端，所述运算放大器的正向输入端连接至所述第四电阻的第二端，所述运算放大器的输出端同时连接至所述第二电容的第二端以及所述第七电阻的第一端，所述第七电阻的第二端作为所述差分放大电路的输出端；

所述第五电阻的一端连接至所述第七电阻的第二端、另一端连接至所述第二电阻的第一端；

所述第六电阻的一端连接至所述第三电阻和第四电阻的公共端、另一端接地。

优选的，在上述模拟量输出电路中，所述差分放大电路的放大倍数大于理论放大倍数。

本发明还公开一种控制方法，应用于上述第一种模拟量输出电路，该方法包括：

控制所述PWM信号发生器调整所述第一路PWM信号的占空比大于所述第二路PWM信号的占空比，以使所述模拟量输出电路输出负电压信号；

控制所述PWM信号发生器调整所述第一路PWM信号的占空比小于所述第二路PWM信号的占空比，以使所述模拟量输出电路输出正电压信号。