此處介紹的電路使用模擬開關(guān)將模擬信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn) PWM 信號(hào)結(jié)合起來。大多數(shù)微控制器都可以輕松生成 PWM 信號(hào)。將 PWM 信號(hào)與模擬信號(hào)相結(jié)合并對(duì)結(jié)果進(jìn)行低通有效地將模擬信號(hào)乘以數(shù)字值。這種電路可用于信號(hào)處理、功率因數(shù)校正、自動(dòng)增益控制和傳感器接口。所有四種電路變體都依賴于相同的原理：使用模擬開關(guān)調(diào)整兩個(gè)模擬輸入電平之間的占空比，并使用低通濾波器 (LPF) 消除 PWM 斬波頻率。

圖 1a 描繪了一個(gè)包含二階 Sallen-KeyLPF 的乘法器。有源濾波器提供最佳的交流性能，有效消除斬波頻率并以最小的衰減通過較慢的交流信號(hào)。由于模擬開關(guān)選擇模擬輸入信號(hào)或地，輸出電壓等于 V IN × D，其中 D 是 PWM 信號(hào)的占空比；它的值范圍從0到1。

 使用模擬 (CMOS) SPDT 開關(guān)和配置為 LPF 的運(yùn)算放大器形成一個(gè)簡(jiǎn)單的乘法器電路，可用作數(shù)字控制增益塊 (a) 或交叉推子 (b)。

圖 1b 顯示了該電路的一個(gè)變體。使用先前接地的開關(guān)節(jié)點(diǎn)作為附加模擬輸入產(chǎn)生一個(gè)輸出等于 (A×D)+(B×(1–D)) 的電路。PWM 占空比選擇兩個(gè)輸入信號(hào)之間的比率，并在 V 上顯示結(jié)果出。

濾波器截止頻率應(yīng)針對(duì)所使用的 PWM 頻率進(jìn)行優(yōu)化。所描述的值提供了一個(gè)～10-kHz 的截止頻率。對(duì)于時(shí)鐘頻率為 16MHz（PWM 頻率為 62.5 kHz）的 8 位 PWM，這在大多數(shù)應(yīng)用中應(yīng)該是令人滿意的。響應(yīng)時(shí)間小于200μsec；噪聲將小于 1 LSB。通過調(diào)整 R 1和 R 2或 C 1和 C 2可以很容易地改變截止頻率。重要的是 R 1 =R 2 和C 2 ≈0.5×C 1。電阻器或電容器值加倍將使截止頻率減半；將它們減半將使頻率加倍。

圖 2a 和2b 顯示了先前電路的簡(jiǎn)化版本；然而，它們的響應(yīng)要慢得多，因此僅對(duì)產(chǎn)生直流電壓或低頻交流信號(hào)有用。同樣，應(yīng)優(yōu)化 LPF 的滾降以阻止 PWM 頻率。對(duì)于前面描述的 8 位 PWM 頻率，描繪的 10k 和 0.1μF 提供了 5 毫秒的響應(yīng)時(shí)間和小于 1LSB 的噪聲。

圖 2 當(dāng)可以接受較慢的響應(yīng)時(shí)間時(shí)，有源雙極 LPF 可以用更簡(jiǎn)單的單極無源電路代替。同樣，描繪的是增益塊 (a) 和交叉推子 (b)。

由于所有電路變化的直流增益均為 1，因此分立元件值僅影響交流性能。這些電路無需使用昂貴的精密元件即可實(shí)現(xiàn)高直流精度。