一种pwm转模拟量输出电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及模拟量输出领域，尤其是一种PWM数字信号输入、电压型模拟量信号输出的电路。
【背景技术】
[0002]在电子和自动化技术运用中，常常需要同步使用单片机和数模转换器(DigitalAnalog Converter,DAC)以实现数字信号到模拟信号的转换。然而大多数单片机内部并没有集成DAC模块或者内置DAC模块精度不够，在具体应用时需要外接DAC从而无形之中增加了成本。
【实用新型内容】
[0003]针对以上问题本实用新型提供一种成本低、精度高、带载能力高的P丽转模拟量输出电路。
[0004]为了解决以上问题本实用新型提供了一种PWM转模拟量输出电路，其特征在于:包括电源电路单元、电压基准电路单元、PWM整形电路单元和输出滤波电路单元:
[0005]电源电路单元包括输入电源EMI滤波器、电源模块，用来给电路板内部芯片供电；
[0006]电压基准电路单元为内部PWM整形电路单元提供电压基准；
[0007]PWM整形电路单元包括光耦DSl、施密特反相器；
[0008]输出滤波电路单元包括PWM整形电路、PWM滤波电路；
[0009]外部PWM信号经光耦DS1、反相器处理后所得信号，再与内部基准电压汇合共同进入PWM整形电路处理，PWM整形电路所得信号进入PWM滤波电路处理后输出模拟量。
[0010]所述的电源电路单元包括输入电源EMI滤波器FLT1，电源模块DDC1，电源输入滤波电容C13、C19，电源输出滤波电容C11、C12、C17、C18:电路板电源Vin+、Vin_分别接FLTl的I脚和2脚，FLTl的5脚短连至电源模块I脚，FLTl的3、4、6脚短连至电源模块2脚；电源模块1、2脚之间并联电容C13、C19，4、5脚短连，3、4脚间并联电容C12、C17，4、6脚间并联电容C11、C18。
[0011]所述的电压基准电路单元包括方波基准电压产生芯片IC2，滤波电容C2:芯片IC2的2、4脚分别接至Vp (电源模块DDCl输出正电压)、AGND (电源模块DDCl输出公共端)，且两者间并联电容C2，6脚输出基准电压Dl。
[0012]PWM整形电路单元包括三个环节:
[0013](I)光耦DSl:输入PWM信号经电路Rl、R20接入光耦I脚、由3脚接出，电路R1、R20连接点与3脚间并联电容C7、TVS管D1、电阻Rl I，光耦的4、6脚分别接至AGND、Vp，且两者间并联电容C3，光耦的5、6脚间并联电阻R2，5脚输出信号16 ；
[0014](2)反相器芯片IC3:芯片IC3的14脚短连至Vp，芯片IC3的3、5、7、9、11脚短连至AGND，芯片IC3的14脚与AGND间并联滤波电容C6，芯片IC3的13脚短连至16，芯片IC3的12脚短连至I脚，芯片IC3的2脚输出信号INl ；
[0015](3)芯片IC4:芯片IC4的12、13连接至Vp，芯片IC4的4脚连接至Vn (电源模块DDCl输出负电压)，芯片IC4的5、6、8、9、11、14、16脚连接至AGND，芯片IC4的2、4、13脚与AGND间并联电容C21、C20、C1，芯片IC4的1、2脚分别连接至IN1、D1，芯片IC4的3脚输出信号SI。
[0016]所述的输出滤波电路单元芯片ICl的I脚、2脚短连经R5连接至13脚，芯片ICl的3脚连接至信号SI并通过R7连接至AGND，芯片ICl的4脚连接至Vp，芯片ICl的5脚经电阻R12连接至AGND，芯片ICl的6脚经电阻R3、R6连接至13脚，电阻R6两端并联电容C8，芯片ICl的6脚和7脚并联电阻R4、电容C9，芯片ICl的8脚悬空，芯片ICl的9脚与10脚短连，芯片ICl的11脚短连至Vn，芯片ICl的12脚经电阻RlO短连至AGND，电容C4、C15 并联至 Vp, AGND 之间，电容 C14、C5 并联至 VruAGND ;要求 R3 = R4，R5 = R6，C8 =C9，R3/R12 = R5/R10 ;芯片ICl的7脚输出模拟量OUT2。
[0017]本实用新型的有益效果在于:可根据外部PWM波电压等级配比光耦输入前端电路，由电路内部基准电压、PWM整形电路、PWM滤波电路实现外部PWM波转换输出模拟量电压，降低成本、提尚精度、提尚带载能力。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的PWM变换模拟量输出电路的原理框图。
[0019]图2是本实用新型的电源电路单元电路图。
[0020]图3是本实用新型的电压基准电路单元电路图。
[0021]图4是本实用新型的PWM整形电路单元电路图。
[0022]图5是本实用新型的输出滤波电路单元电路图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0024]如图1至5所示，本实用新型提供了一种PWM转模拟量输出电路，其特征在于:包括电源电路单元、电压基准电路单元、PWM整形电路单元和输出滤波电路单元:
[0025]如图2所示，所述的电源电路单元包括输入电源EMI滤波器FLT1，电源模块DDC1，电源输入滤波电容C13、C19，电源输出滤波电容Cll、C12、C17、C18:电路板电源Vin+、Vin-分别接FLTl的I脚和2脚，FLTl的5脚短连至电源模块I脚，FLTl的3、4、6脚短连至电源模块2脚；电源模块1、2脚之间并联电容C13、C19，4、5脚短连，3、4脚间并联电容C12、C17，4、6脚间并联电容C11、C18 ;电源模块输出正负电源(网络标号为Vp、AGND、Vn)。
[0026]如图3所示，所述的电压基准电路单元包括方波基准电压产生芯片IC2，滤波电容C2:芯片IC2的2、4脚分别接至Vp、AGND，且两者间并联电容C2，6脚输出基准电压D1。
[0027]如图4所示，PWM整形电路单元包括三个环节:
[0028](I)光耦DSl:输入PWM信号经电路Rl、R20接入光耦I脚、由3脚接出，电路R1、R20连接点与3脚间并联电容C7、TVS管D1、电阻Rl I，光耦的4、6脚分别接至AGND、Vp，且两者间并联电容C3，光耦的5、6脚间并联电阻R2，5脚输出信号16 ；
[0029](2)反相器芯片IC3:芯片IC3的14脚短连至Vp，芯片IC3的3、5、7、9、11脚短连至AGND，芯片IC3的14脚与AGND间并联滤波电容C6，芯片IC3的13脚短连至16，芯片IC3的12脚短连至I脚，芯片IC3的2脚输出信号INl ；
[0030](3)芯片IC4:芯片IC4的12、13连接至Vp，芯片IC4的4脚连接至Vn，芯片IC4的5、6、8、9、11、14、16脚连接至AGND，芯片IC4的2、4、13脚与AGND间并联电容C21、C20、Cl，芯片IC4的1、2脚分别连接至INl、Dl，芯片IC4的3脚输出信号SI。
[0031]如图5所示，输出滤波电路单元芯片ICl的I脚、2脚短连经R5连接至13脚，芯片ICl的3脚连接至信号SI并通过R7连接至AGND，芯片ICl的4脚连接至Vp，芯片ICl的5脚经电阻R12连接至AGND，芯片ICl的6脚经电阻R3、R6连接至13脚，电阻R6两端并联电容C8，芯片ICl的6脚和7脚并联电阻R4、电容C9，芯片ICl的8脚悬空，芯片ICl的9脚与10脚短连，芯片ICl的11脚短连至Vn，芯片ICl的12脚经电阻RlO短连至AGND，电容 C4、C15 并联至 Vp、AGND 之间，电容 C14、C5 并联至 VruAGND。要求 R3 = R4，R5 = R6，C8=C9，R3/R12 = R5/R10。芯片ICl的7脚输出模拟量OUT2。
[0032]本实用新型的工作原理如下:
[0033]外部输入PWM信号经光耦、反相器处理后与内部基准电压进入PWM整形电路处理，然后经PWM输出滤波电路处理后，变换为模拟量输出供外部负载使用。
[0034]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不限制于本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【主权项】
1.一种PWM转模拟量输出电路，其特征在于:包括电源电路单元、电压基准电路单元、PWM整形电路单元和输出滤波电路单元: 电源电路单元包括输入电源EMI滤波器、电源模块，用来给电路板内部芯片供电； 电压基准电路单元为内部PWM整形电路单元提供电压基准； PWM整形电路单元包括光耦DSl、施密特反相器； 输出滤波电路单元包括PWM整形电路、PWM滤波电路； 外部PWM信号经光耦DS1、反相器处理后所得信号，再与内部基准电压汇合共同进入PWM整形电路处理，PWM整形电路所得信号进入PWM滤波电路处理后输出模拟量。
2.根据权利要求1所述的一种PWM转模拟量输出电路，其特征在于: 所述的电源电路单元包括输入电源EMI滤波器FLTl，电源模块DDCl，电源输入滤波电容C13、C19，电源输出滤波电容Cll、C12、C17、C18:电路板电源Vin+、Vin-分别接FLTl的I脚和2脚，FLTl的5脚短连至电源模块I脚，FLTl的3、4、6脚短连至电源模块2脚；电源模块1、2脚之间并联电容C13、C19，4、5脚短连，3、4脚间并联电容C12、C17，4、6脚间并联电容 C11、C18 ； 所述的电压基准电路单元包括方波基准电压产生芯片IC2，滤波电容C2:芯片IC2的2、4脚分别接至Vp “电源模块DDCl输出正电压”、AGND “电源模块DDCl输出公共端”，且两者间并联电容C2，6脚输出基准电压Dl ； 所述的PWM整形电路单元包括三个环节: (1)光耦DSl:输入PWM信号经电路R1、R20接入光耦I脚、由3脚接出，电路R1、R20连接点与3脚间并联电容C7、TVS管D1、电阻RlI，光耦的4、6脚分别接至AGND、Vp，且两者间并联电容C3，光親的5、6脚间并联电阻R2，5脚输出信号16 ； (2)反相器芯片IC3:芯片IC3的14脚短连至Vp，芯片IC3的3、5、7、9、11脚短连至AGND,芯片IC3的14脚与AGND间并联滤波电容C6，芯片IC3的13脚短连至16，芯片IC3的12脚短连至I脚，芯片IC3的2脚输出信号INl ； (3)芯片IC4:芯片IC4的12、13连接至Vp，芯片IC4的4脚连接至Vn“电源模块DDCl输出负电压”芯片IC4的5、6、8、9、11、14、16脚连接至AGND，芯片IC4的2、4、13脚与AGND间并联电容C21、C20、C1，芯片IC4的1、2脚分别连接至IN1、D1，芯片IC4的3脚输出信号SI ； 输出滤波电路单元芯片ICl的I脚、2脚短连经R5连接至13脚，芯片ICl的3脚连接至信号SI并通过R7连接至AGND，芯片ICl的4脚连接至Vp，芯片ICl的5脚经电阻R12连接至AGND，芯片ICl的6脚经电阻R3、R6连接至13脚，电阻R6两端并联电容C8，芯片ICl的6脚和7脚并联电阻R4、电容C9，芯片ICl的8脚悬空，芯片ICl的9脚与10脚短连，芯片ICl的11脚短连至Vn，芯片ICl的12脚经电阻RlO短连至AGND，电容C4、C15并联至Vp, AGND 之间，电容 C14、C5 并联至 Vn、AGND ;要求 R3 = R4，R5 = R6，C8 = C9，R3/R12 =R5/R10 ;芯片ICl的7脚输出模拟量OUT2。
【专利摘要】本实用新型涉及一种PWM转模拟量输出电路，其电压基准电路单元为内部PWM整形电路单元提供电压基准；PWM整形电路单元包括光耦DS1、施密特反相器；输出滤波电路单元包括PWM整形电路、PWM滤波电路；外部PWM信号经光耦DS1、反相器处理后所得信号，再与内部基准电压汇合共同进入PWM整形电路处理，PWM整形电路所得信号进入PWM滤波电路处理后输出模拟量。本实用新型的有益效果在于：可根据外部PWM波电压等级配比光耦输入前端电路，由电路内部基准电压、PWM整形电路、PWM滤波电路实现外部PWM波转换输出模拟量电压，降低成本、提高精度、提高带载能力。
【IPC分类】H03M1-66, H03K19-0175
【公开号】CN204578518
【申请号】CN201520309005
【发明人】陆正华, 陈方良, 钟嵘, 陈爱林, 史玉泉, 李阳
【申请人】南京华士电子科技有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月13日