Tiefpassfilter für 20-kHz-PWM-Signal

Ich möchte Sinn a$20\mathrm{kHz}$PWM-Signal von einer elektronischen Platine. Ich möchte dieses Signal mit der Funktion "analogRead (A0)" auf meinem Arduino-Board lesen. Daher habe ich einen Tiefpassfilter 1. Ordnung hergestellt, der aus einem Widerstand, einem Kondensator und einem Operationsverstärkerpuffer besteht.

Zuerst produzierte ich a$20\mathrm{kHz}$PWM-Signal vom D9-Pin meines Arduino. Das Tastverhältnis des PWM-Signals nimmt ab$0\mathrm{\%}$Und$100\mathrm{\%}$ständig. Der PWM-Generierungscode:

pwmWrite(led, brightness);
brightness = brightness + fadeAmount;
if (brightness == 0 || brightness == 255) {
    fadeAmount = -fadeAmount ; 
}   

Nach meinen Berechnungen z$20\mathrm{kHz}$Tiefpassfilter, Widerstand sein sollte$82\mathrm{k\Omega}$und Kondensator ist$100\mathrm{pF}$.

Aber ich habe verwendet$68\mathrm{k\Omega}$Widerstand, weil nicht haben$82\mathrm{k\Omega}$. In diesem Fall wird die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters verwendet$23\mathrm{kHz}$. Ich lese dieses Signal vom A0-Pin mit analogRead und ADC-Sampling. Der Lesecode lautet:

int c;
long a;
for(c=0;c <32;c++) {
    pwm_deger=analogRead(A0);
    a += pwm_deger;
}

int f = a / 32;
Serial.println("pwm_deger:");
Serial.println(f);
delay(200);

Ich habe die Ergebnisse unten hinzugefügt. Die Zahlen sind in 0-1023 skaliert (Arduinos ADC-Wert)

• Abbildung 1 zeigt$20\mathrm{kHz}$PWM-Signal, von dem ich das Signal mit Überblendung testen möchte$0\mathrm{\%}$Zu$100\mathrm{\%}$Einschaltdauer mit$200\mathrm{ms}$.

• Abbildung 2 zeigt das LPF-Signal ohne Puffer.

• Abbildung 3 zeigt das LPF-Signal vom Ausgang des Operationsverstärkerpuffers.

Gibt es ein Problem in Zahlen? Warum zeigt Abbildung 2 0,7 von 1023 und schneidet nach dem ADC-Wert von 700 ab. Liegt es am Operationsverstärker?

Abbildung 1

Figur 2:

Figur 3: