电子开关的通路电阻较小，仅为几百欧姆，而A／D测量电路一般呈现高阻态，其带来的误差可以忽略。
    检测精度和模数转换芯片(A／D)的分辨位数有很大关系，一般单片机内带的A／D位数分辨率较低(ATmega48内含10位A／D)，不适合精确测量，而高分辨率的A／D芯片价格昂贵。本文兼顾了性能价格比，采用了外扩一片低成本的13位A／D芯片MCP3301。通过改进软硬件设计，实际测量结果证明可以保证误差不超过0．5％。
2．2 PWM转DAC电路
    在电子和自动化技术的应用中，也经常需要提供模拟输出，如变送器和控制器类仪器，经常需要输出0～10 V，0～20 mA(或4～20 mA)的直流信号。高精度的数模转换器(DAC)芯片或集成了DAC的单片机价格昂贵。应用单片机的PWM输出，经过简单的变换电路实现DAC，可以大大降低电子设备的成本。
    通过一个低通滤波器就可以把PWM调制的数模转换信号解调出来，实现从PWM到DAC的转换ATmega48具有16位定时器的PWM输出功能，实现的DAC电路输出精度基本满足一般的工业控制场合。另外在一些环境恶劣、干扰较强的场合，模拟输出容易受到干扰，本文通过使用恒流方式驱动电路来提高DAC电路的负载和抗干扰能力。具体原理图如图3所示。

    图3中单片机输出的PWM电压，经过基准电源VREF和开关管T1组成的整形电路进行整形，在A点的输出波形为理想的PWM波形，幅值由基准电源的准确度得到保证，再经过两级阻容滤波和一级跟随放大器，在B点得到直流分量，即MCU输出的调制PWM波在B点得到解调，实现了DAC功能。可得：
   
    一般PWM转DAC电路到此已经完成，本文为了保证更高精度和电路更强的负载能力，模块使用了恒流输出的驱动电路。由于运放U2B的C点和D点电位相等，可得：
   
    采用三极管T2提高输出驱动能力，负载RL的电流和流过电阻R9的电流相等，可得：
   
    由式(3)可以看出无论负载电阻RL的值如何改变，并不影响DAC输出的电流值，这样设计的好处是可以方便地更改输出电阻RL，保证了模拟输出量值的准确度，提高了负载能力。

上一页  [1] [2] [3]  下一页