Том 3 № 4 (2025): Промышленная кибернетика
DOI https://doi.org/10.18799/29495407/2025/4/104
Анализ схемотехники интегрирующих RC-цепей для применения в ЦАП на основе ШИМ
В научной, учебной и инженерной деятельности часто необходимо передавать аналоговый сигнал для управления различными исполнительными устройствами. Примерами таких устройств являются двигатели, клапаны, заслонки, светотехника, аудиотехника. Так как большинство современных технических систем управляются цифровыми микроконтроллерами, для получения аналогового сигнала требуются специализированные устройства – модули цифро-аналогового преобразования. Существуют различные схемотехники для преобразования цифрового сигнала в аналоговый. Один из видов цифро-аналоговых преобразователей основывается на использовании широтно-импульсной модуляции и фильтра нижних частот, который может быть представлен в виде интегрирующей RC-цепи. В данной статье рассматривается принцип работы цифро-аналогового преобразователя на основе интегрирующих RC-цепей. Исследуется влияние параметров входного сигнала и различных комбинаций компонентов на выходной сигнал фильтра нижних частот. Рассматриваются особенности последовательного включения нескольких звеньев RC. Статья будет полезна к ознакомлению студентам, магистрам, инженерам и аспирантам, желающим изучить работу цифро-аналогового преобразователя на основе интегрирующей RC-цепи.
Ключевые слова:
интегрирующая RC-цепь, широтно-импульсная модуляция, цифро-аналоговый преобразователь, амплитудно-частотная характеристика, постоянная времени, форма импульса, фильтр нижних частот
Библиографические ссылки:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Волобуев К.А., Трубин И.В., Трубин В.Г. Обзор модуля цифро-аналогового преобразователя на базе микросхемы MCP4725 и модуля цифро-аналогового преобразователя на основе интегрирующей RC-цепи // Известия Томского политехнического университета. Промышленная кибернетика. – 2024. – Т. 2. – № 4. – С. 1–12. DOI: https://doi.org/10.18799/29495407/2024/4/72
2. Одинец А.И., Науменко А.П. Цифровые устройства: АЦП и ЦАП. – Омск: Изд-во ИРСИД, 2006. – 48 с.
3. Проводит ли конденсатор ток. URL: https://dzen.ru/a/ZktBHxbtE1U6WHh8 (дата обращения: 14.09.2025).
4. Волков О.Ю. Практикум по радиоэлектронике аналоговые схемы. – М.: Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 2016. – 84 с.
5. Матвиенко В.А. Основы теории цепей. – Екатеринбург: УМЦ УПИ, 2016. – 162 с.
6. Сорокин Г.А. Фильтры нижних частот // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. – 2015. – Т. 15. – № 1. – С. 100–107. EDN: TGZUOZ
7. Магеррамов Р.В. Активные и пассивные электрические фильтры // Молодой ученый. – 2017. – № 2 (136). – С. 148–152. EDN: XIFMAL
8. Цифро-аналоговые преобразователи. Принцип работы ЦАП на основе ШИМ. URL: https://studfile.net/preview/ 5687475/page:22/ (дата обращения: 14.09.2025).
9. ГОСТ 16465-70 «Сигналы радиотехнические измерительные. Термины и определения».
10. Гребенников В.В. Теория электрических цепей. Виды, параметры и представление электрических сигналов. URL:
https://portal.tpu.ru/SHARED/g/GREBENNIKOVVV/umm_disciplines_tec/Tab/lecture_tec_signals.pdf (дата обращения: 14.09.2025)
REFERENCES
1. Volobuev K.A., Trubin I.V., Trubin V.G. Overview of the digital-to-analog converter module based on the MCP4725 chip and the digital-to-analog converter module based on the integrating RC circuit. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Industrial Cybernetics, 2024, vol. 2, no. 4, pp. 1–12. (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.18799/29495407/2024/4/72
2. Odinets A.I., Naumenko A.P. Digital devices: ADC and DAC. Omsk, IRSID Publi. House, 2006. 48 p. (In Russ.)
3. Does a capacitor conduct current. (In Russ.) Available at: https://dzen.ru/a/ZktBHxbtE1U6WHh8 (accessed: 14 September 2025).
4. Volkov O.Yu. Practical training in radio electronics analog circuits. Moscow, M.V. Lomonosov Moscow State University Publ., 2016. 84 p. (In Russ.)
5. Matvienko V.A. Fundamentals of circuit theory. Ekaterinburg, UMC UPI Publ., 2016. 162 p. (In Russ.)
6. Sorokin G.A. Filters of the lower frequencies. Bulletin of the south Ural state university. series: computer technologies, automatic control, radio electronics, 2015, vol. 15, no. 1, pp. 100–107. (In Russ.) EDN: TGZUOZ
7. Magerramov R.V. Active and passive electric filters. Young scientist, 2017, no. 2 (136), pp. 148–152. (In Russ.) EDN: XIFMAL
8. Digital-to-analog converters. Operating principle of PWM-based DAC. (In Russ.) Available at: https://studfile.net/preview/5687475/page:22/ (accessed: 14 September 2025).
9. SS 16465 -70 Measuring radiotechnical signals. Terms and definitions.
10. Grebennikov V.V. Theory of electrical circuits. Types, parameters and representation of electrical signals. (In Russ.) Available at:
https://portal.tpu.ru/SHARED/g/GREBENNIKOVVV/umm_disciplines_tec/Tab/lecture_tec_signals.pdf (accessed: 14 September 2025).
