[發明專利]一種多路可調基準電壓的實現方法

在審

• 申請號: 201911148743.2
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110890877A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 王偉;許京濤;張涵
• 申請（專利權）人: 北京大華無線電儀器有限責任公司
• 主分類號: H03K7/08
• 分類號: H03K7/08;H03K9/08;H03K5/04;H03M1/66
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

本發明公開了一種多路可調基準電壓的實現方法，首先利用整形電路對單片機輸出的PWM信號進行整形調整；然后利用低通濾波器對整形后的PWM信號進行解調，將除直流分量外的諧波分量過濾掉，輸出穩定的直流基準電壓，實現PWM信號到直流基準電壓輸出的D/A轉換。該方法電路設計簡單易實現，即節約了制作成本、簡化了電路，又節省了電路印刷版的面積，實現了多路高精度廉價可調電壓基準。

技術領域

本發明涉及電壓基準電路技術領域，尤其涉及一種多路可調基準電壓的實現方法。

背景技術

電壓基準電路指輸出穩定準確直流電壓信號的電路，是自動測試和校準系統的重要組成部分，要求輸出電壓具有較高的穩定性、準確性，并且可調節，可應用于傳感器、電源管理等需要較高精度電壓基準的領域中。現有技術中多路基準電壓輸出應用最多的實現方式是單片機通過接口對D/A芯片的轉換進行控制，從D/A轉換器的角度來看，片選信號、寫信號、啟動信號為主要外部控制信號，實現多個芯片的選擇與控制；數據量輸入接口與單片機接口之間實現數字信號的傳輸；模擬量輸出接口用于輸出轉換后的基準電壓，因此通過總線通信即可實現多路程控可調的電壓基準。

上述方案是現有技術多路可調基準電壓應用較多的實現方式，在實際應用中，為了達到較高的精度，通常D/A芯片的位數也需要相應的增加。在工業儀表中，D/A芯片的位數通常為12位，而市場中12位D/A的價格通常高于單片機的價格，同時需要占用較多的單片機接口；此外在需要隔離的場合中，耦合器的數量與接口線數相對應，不但極大增加了造價，也使得集成芯片的體積加大，種種跡象表明上述方案在多路高精度可調基準電壓電路中并不適用。

發明內容

本發明的目的是提供一種多路可調基準電壓的實現方法，該方法電路設計簡單易實現，即節約了制作成本、簡化了電路，又節省了電路印刷版的面積，實現了多路高精度廉價可調電壓基準。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種多路可調基準電壓的實現方法，所述方法包括：

步驟1、首先利用整形電路對單片機輸出的脈沖寬度調制PWM信號進行整形調整；

步驟2、然后利用低通濾波器對整形后的PWM信號進行解調，將除直流分量外的諧波分量過濾掉，輸出穩定的直流基準電壓，實現PWM信號到直流基準電壓輸出的D/A轉換。

所述步驟1的過程具體為：

利用整形電路中的非門對單片機輸出的PWM信號進行整形，使PWM信號的高電平電壓穩定在設定的值，低電平電壓穩定在零。

在步驟2中，所述利用低通濾波器對整形后的PWM信號進行解調，具體包括：

采用有源濾波與無源濾波相結合的方式，具體采用RC濾波器與巴特沃斯濾波器相結合的方式對整形后的PWM信號進行濾波，經過兩次濾波后的PWM信號能轉換為高精度直流基準電壓。

在步驟2中，低通濾波器的頻率根據PWM信號一次諧波的幅度和相角來確定。

在步驟2中，通過調節PWM信號的參數實現對基準精度的調節；

所述參數包括N和n，N是PWM信號一個周期的計數脈沖個數，n是PWM信號一個周期中高電平計數脈沖個數。

所述方法還包括：根據電路設計需求，需要幾個可調基準就添加幾個PWM轉換電路，實現多路可調基準電壓輸出。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，上述方法電路設計簡單易實現，在需要多個基準電壓輸出時可采用多路PWM轉換電路，即節約了制作成本、簡化了電路，又節省了電路印刷版的面積，實現了多路高精度廉價可調電壓基準。

附圖說明