优化PWM DAC滤波器设计和PCBA布局
关键的外卖
什么是PWM DAC滤波器?
PWM DAC滤波器的设计目标是什么?
如何最好地设计和布局您的PWM DAC滤波器板。
一杯简单的水。
今天，当我走进一家商店，打算买点饮料时，有时会对可供选择的数量感到敬畏。首先，有常见口味的天然果汁，如橘子味、苹果味、葡萄味、葡萄柚味、石榴味、蔓越莓味等。我们有不同比例的均质牛奶，或者巧克力，如果你喜欢的话。还有一些苏打水可能含有低卡路里或不含卡路里，由一种水果味或几种相互竞争的水果味组成，或被设计成颂扬一种香料(如生姜)的独特味道。
尽管从大量的选择中做出决定的任务几乎会让人麻痹，但当我最需要解渴的时候，一杯简单的水总是能解决问题。
在设计电路板时，从大量执行相同功能的不同组件中选择最佳选项也会出现重大的困境。这可能包括决定是否使用片上系统(SoC)、IC或自定义设计来执行所需的电路操作。自定义设计，利用无源和/或有源组件，可能是最好的选择。固定模块，如soc，通常设计为在一定范围内操作的灵活性。另一方面，自定义设计可以专注于手头应用程序的特定标准，从而最大限度地提高性能并简化组件的选择。
让我们来看看定制如何使电路板布局更简单，以便将脉宽调制(PWM)信号转换为模拟输出，这是PWM DAC滤波器的功能。
什么是PWM DAC?
简单地说，
PWM DAC是接收数字PWM信号并将其转换为模拟信号的电路或子电路。通常，这适用于低频应用程序或功率损耗或功耗不是关键操作参数的应用程序。
如下图所示，此操作依赖于低通滤波器来生成模拟输出。
PWM DAC滤波器的功能目标。
这种滤波器通常被称为PWM DAC滤波器，以识别其特定的功能。由于该电路既包括数字信号处理，也包括模拟信号处理，因此存在信号完整性(SI)和功率完整性(PI)对您的电路板布局的影响，将在下面讨论。
PWM DAC的设计注意事项
在当今世界，似乎几乎所有的设备和产品都使用数字信号，一个合理的问题可能是，“为什么要将数字PWM信号转换为模拟信号，而不是简单地使用数字脉冲序列?”事实上，模拟信号有很多用途。它们主要用于需要精确控制的情况，这种控制依赖于施加的功率、电压或电流的量来决定速度、光度(或可感知的亮度)、音量或其他参数。在这些情况下，PWM DAC提供了一种满足负载需求的简单方法。
的低通滤波器是PWM DAC电路操作的关键。并且，根据您的电路要求，可以使用几种无源和/或有源设计。其中最简单的是如下所示的一阶RC滤波器。
简单的PWM DAC滤波器。
上面的电路通常用于传递频率低于定义的截止频率的信号，同时阻塞高于相同阈值的信号。然而，对于PWM DAC，目标是产生一个连续的模拟输出。定义PWM信号的方程在Eq.(1)中给出:
Vac = A x占空比(1)
Vac是PWM信号的平均或直流分量
A为PWM信号的幅值
占空比为脉冲宽度(PWM信号周期比)
从式(1)中，我们看到模拟信号的幅度与PWM幅值和脉宽成正比。重要的模拟信号参数是峰值、直流偏移量(应等效于Eq.(1)中的Vac)和纹波量，或者相反，模拟信号的平滑度。因此，PWM DAC滤波器的设计包括选择适当的组件，以满足以下大部分或全部:
PWM DAC滤波器目标
选择一个截止频率，消除不需要的高频信号成分。
达到负载电路所期望的峰值。
消除任何直流偏移。
使模拟信号纹波最小化。
同时实现这些目标可能是一个设计挑战，但使用正确的工具，可以很容易地确定最佳设计。
优化的PWM DAC滤波器设计和电路板布局
在设计电路时，电路优化需要在一系列条件下进行比较仿真，例如PWM DAC滤波器，没有比Cadence的PSpice更好的工具了。PSpice还可以帮助制造性和消除不必要的冲浪板．仿真和分析的结果还可以实时集成到您的设计中，以改进您的设计并促进第一时间正确地制造PWM DAC滤波器pcba。
行业领先PCB设计和分析软件平台的高级In-Design集成功能Allegro PCB编辑器快速设计PWM DAC滤波器。此外，您可以在准备创建PCB布局时检查线性和非线性电路的电学行为，从而实现更快的电路板设计。
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