一种基于 PWM 的电压输出 DAC 电路设计
摘 要：对实际应用中的脉宽调制（PWM）波形的频谱进行了理论分析，指出通过一个低通
滤波器可以把 PWM 调制的数模转换信号解调出来，实现从 PWM 到 DAC 的转换。论文还对转换
误差产生的因素进行了分析，指出了减少误差的方法，论文给出了两种从 PW M 到 0～5 V
电压输出的电路实现方法，第 2 种电路具有很高的转换精度。 关键词：脉宽调制；电
路设计；数模转换器；单片机 Abstract：This paper analyzes the frequency spectrum
of a pra ctical PWM wave and points out that it is possible to demodulate the digital
to analog signal from PWM with a lowpass filter and to realize a DAC This paper
also analyzes the error due to transform and gives some methods to reduce errors
This paper designs two DAC electronic circuits from PWM to voltage 0~5 V output The
second circuit is a DAC with high precision Keywords：PWM;electronic circuit
design;DAC;singlechip microcomputer 在电子和自动化技术的应用中，单片机
和 DAC (数模转换器)是经常需要同时使用的，然而许多单片机内部并没有集成 DAC,即使有
些单片机内部集成了 DAC,DAC 的精度也往往不高，在高 精度的应用中还是需要外接 DAC，
这样增加了成本。但是，几乎所有的单片机都提供定时器或者 PWM 输出功能。如果能应用单
片机的 PWM 输出（或者通过定时器和软件一起来实现 PWM 输出），经过简单的变换电路就可
以实现 DAC，这将大量降低成本电子设备的成本、减少体积，并容易提高精度。本文在对 PWM
到 DAC 转换关系的理论分析的基础上，设计出输出为 0～5V 电压的 DAC。 1 应用 PWM
实现 DAC 的理论分析
PWM 是一种周期一定而高低电平的占空比可以调制的方波信号，图 1 是一种在电路中经
常遇到的 PWM 波。该 PWM 的高低电平分别为 VH 和 VL，理想的情况 VL 等于 0，但是实际中一
