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數字信號處理器中D/A功能的實現(xiàn)
摘要：通過對脈寬調制（PWM）信號進行濾波處理，在TMS320F2407A型DSP中實現(xiàn)了D/A功能的擴展。同時詳細分析了數字PWM的量化誤差和D/A轉換所能達到的精度。最后結合仿真和實驗說明該方法的可行性。關鍵詞：數字信號處理器；脈寬調制；數模轉換
引言
TMS320F2407A是一款高速，高性能，低成本的微處理器，其內部集成了眾多數控系統(tǒng)所需的外擴設備，可以實現(xiàn)SPI，SCI，PWM，A/D等功能。其內部的兩個事件管理器模塊EVA和EVB，各包含了兩個16位通用定時器及8個16位的脈寬調制（PWM）通道，可應用于電機控制及其他逆變器控制領域。美中不足的是，該系列DSP內部沒有D/A功能，該功能通常須外接數模轉換芯片來實現(xiàn)，這不僅增加了系統(tǒng)的成本，也使系統(tǒng)設計復雜化。本文提出了一種使用F2407A內部的PWM信號，經濾波處理后實現(xiàn)D/A功能的方法。實驗結果表明，其轉換精度可以達到10位以上專用D/A芯片的精度，且該方法設計簡單，有較好的實用價值。
2 D/A實現(xiàn)原理
在F2407A型DSP中，通過軟件編程可以很方便地對PWM信號實現(xiàn)周期和占空比的控制。PWM信號是一組幅值為3.3V的方波，可以通過傅里葉變換，使其分成直流和交流兩部分，如圖1所示，其中ud（t）是輸出的PWM信號，Uo是PWM信號中的直流成分，ua(t)是信號中的交流成分。
將ud(t)用傅里葉級數表示，即
其中：
式中：f，T分別是PWM信號頻率和周期。
設PWM波形具有偶函數特性，即ud(t)=ud(－t)，則式（1）中an=0，
bn=3.3/nπ{sin(nπD)－sin[2nπ(1-D/2)]} （5）
式中：n=1，2，3……；
D是PWM的占空比。
則直流電壓為
Uo=3.3D(V) （6）
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