DAC去干扰电路之减速方法——R/C滤波器

昨天，在我减速通过一条讨厌的减速带时，突然想到了我的那个精密型16位R-2R DAC。它在中间刻度时存在短时脉冲波形干扰问题（请参见图 1）。我想，在选择使用具有较大短时脉冲波形干扰特性的DAC时，可以在DAC输出端添加一些去干扰电路，从而减少干扰的影响。两种常见的DAC去干扰电路是简单的低通滤波器（相当于一种减速方法），以及采样/保持电路（相当于“绕过”干扰）。这两种去干扰电路都可以降低干扰振幅，或者去除干扰能量。

图1:16位DAC产生的讨厌干扰

最简单的DAC去干扰方法是在DAC放大器输出端 (V_OUT) 使用一个R/C滤波器（图2底部）。这种滤波器可以降低干扰的振幅，但增加了建立时间。

图2顶部的曲线为DAC负载DAC（LDAC）引脚的信号。利用DIN（数据输入）引脚和CLK（时钟引脚），便能够以串行方式将一个数据字载入到DAC中。一旦DAC有了全部的数据，LDAC 引脚的升沿便将数据字载入内部DAC寄存器。这样便改变了DAC输出电压。中间的曲线表示测得的DAC输出中间刻度模拟干扰。底部曲线表示使用一个R/C低通滤波器后测得的模拟信号。

图2:R-2R DAC8881 (Vref = 5V, AVDD = 5V) 中间刻度转码

一般而言，这个过程会比较顺利。在您增加（或者减小）数据码值时，输出电压也随之上升（或者下降）。但在四分之一和四分之三中间刻度处，DAC会产生干扰。中间刻度干扰最大。

要想确定正确的R/C比，首先要查看干扰时间，然后给您的滤波器选择一个3dB点，其比干扰频率低10倍左右。

例如，图2中干扰时间约为1 μsec，经过转换得到1 MHz干扰时间。由这种估算，我们知道图2中的R/C值构建了一个80 kHz低通滤波器。在选择您的R/C值时，请确定R足够的低，以避免出现载入误差。

这种R/C滤波器解决了R-2R DAC干扰问题，但它也并非是一顿“免费的午餐”。正如您在图2底部曲线所看到的那样，R/C滤波器延长了DAC的建立时间输出信号。

根据您不同的应用要求，简单的R/C滤波器都可以奏效。如果系统要求一个有干扰问题的R-2R DAC，则开关电容解决方案结合R/C滤波器可能会是一种解决方案。

参考文献

●《把短时脉冲波形干扰这个小捣蛋鬼找出来》，作者：Baker,Bonnie

●《一个DAC便可完成所有精密工作》，作者：Baker,Bonnie