數(shù)字電位器知識(shí)

數(shù)字電位器的應(yīng)用〔“://picc18/“picc18整理轉(zhuǎn)摘〕１用數(shù)字電位器替代機(jī)械式電位器數(shù)字電位器的寫(xiě)次數(shù)很簡(jiǎn)潔到達(dá)５００００次，而機(jī)械式電位器的調(diào)整次數(shù)〔５位〕到２５６級(jí)〔８位〕甚至更高。對(duì)于像ＬＣＤ顯示器比照度調(diào)整或其它動(dòng)態(tài)范圍要求不高的應(yīng)用，設(shè)計(jì)時(shí)可以選用低區(qū)分率、低本錢(qián)的數(shù)字電位器。而高區(qū)分率的數(shù)字電位器則被廣泛用于動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)９０ｄＢ的音頻和Ｈｉ－Ｆｉ設(shè)備中。數(shù)字電位器具有易失和非易失兩種類(lèi)型，非易失數(shù)字電位器與機(jī)械式電位器很相像，它們無(wú)論上電與否都可以保持電阻值設(shè)置，特別是ＭＡＸ５４２７／ＭＡＸ５４２８／ＭＡＸ５４２９數(shù)字電位器，更具有獨(dú)特的編程特性，每個(gè)器件帶有一個(gè)一次性編程〔ＯＴＰ〕存儲(chǔ)器，能夠在上電復(fù)位〔ＰＯＲ〕時(shí)將抽頭位置設(shè)置在用戶定義的數(shù)值，且抽頭位置保持可調(diào)，但在上電時(shí)總是返回到所設(shè)置的位置。另外，利用ＯＴＰ功能也可以關(guān)閉接口操作，使抽頭位置始終保持在所期望的地方。這樣，器件就像一個(gè)阻值固定的分壓器，而不是電位器。大多數(shù)數(shù)字電位器可以通過(guò)傳統(tǒng)的Ｉ２Ｃ或ＳＰＩ接口進(jìn)展編程，有些器件則承受上／下脈沖計(jì)數(shù)調(diào)整方式。承受數(shù)字電位器有很多優(yōu)勢(shì)，首先，這些電位器對(duì)灰塵、污垢和潮濕的環(huán)境不敏感，而這些因素對(duì)于機(jī)械式電位器來(lái)說(shuō)則是致命的。數(shù)字電位器幾乎能夠在任何電子系統(tǒng)中替代老式的機(jī)械電位器，而不僅僅是在音頻產(chǎn)品，圖１列出了數(shù)字電位器的幾種典型應(yīng)用。２數(shù)字電位器在音頻設(shè)備中的應(yīng)用與機(jī)械式電位器相比，數(shù)字電位器的另一優(yōu)勢(shì)是可以直接安裝在電路板的信號(hào)通道上，而不需要簡(jiǎn)單、昂貴的機(jī)械與電控的整合方案。數(shù)字電位器可提高電子噪聲抑制力量，不存在機(jī)械電位器連線拾取的干擾信號(hào)。傳統(tǒng)的數(shù)字電位器只是簡(jiǎn)潔地直接取代機(jī)械式電位器，它們具有一樣的使用方法，因而無(wú)需做過(guò)多的說(shuō)明。然而，對(duì)于特別用途的器件，〔如低本錢(qián)立體聲音量掌握〕，使用時(shí)可能會(huì)消滅一些特別問(wèn)題。數(shù)字電位器可以供給對(duì)數(shù)和線性變化函數(shù)，對(duì)數(shù)變化的數(shù)字電位器常用于Ｈｉ－Ｆｉ音頻設(shè)備中的音量調(diào)整，可為具有非線性響應(yīng)特性的人耳建立一個(gè)線性變化并支持多聲道音頻設(shè)備，如立體聲、圍繞杜比系統(tǒng)等。對(duì)于音頻設(shè)備，需要留意每一級(jí)抽頭位置的瞬變過(guò)程，假設(shè)抽頭位置沒(méi)有準(zhǔn)確地切換到０Ｖ，音頻信號(hào)會(huì)帶有噼啪聲和砰然聲。幸運(yùn)的是，一代數(shù)字電位器包含的過(guò)零檢測(cè)功能〔如ＤＳ１８０２〕可確保在檢測(cè)到過(guò)零〔０Ｖ〕或５０ｍｓ延遲時(shí)轉(zhuǎn)變抽頭位置，從而可降低抽頭位置瞬變時(shí)的音頻噪聲。一代的ＤＳ１８０２音頻電位器包含了兩個(gè)數(shù)控電位器，對(duì)數(shù)抽頭，每級(jí)變化１ｄＢ。最大衰減量為６３ｄＢ。此外，它還帶有靜音功能，可將信號(hào)衰減９０ｄＢ。ＤＳ１８０２有四個(gè)按鍵輸入，可用于音量／平衡掌握。合理利用其過(guò)零檢測(cè)器，能夠?qū)崿F(xiàn)音量的無(wú)縫調(diào)整，以得到純潔的音頻信號(hào)。圖２供給了一個(gè)前置放需要將溝通信號(hào)偏置在直流電源范圍內(nèi)，否則，ＤＳ１８０２會(huì)將低于ＧＮＤ、高于ＶＣＣ的音頻信號(hào)鉗位掉，ＤＳ１８０２可以承受３Ｖ或５Ｖ電源。由于音頻信號(hào)通常是對(duì)稱的，所以，最好將直流偏置設(shè)置在ＶＣＣ／２，以獲得最大的音頻信號(hào)擺幅。圖２〔ａ〕是一個(gè)惠斯通橋電路，可用來(lái)將輸入信號(hào)偏置在ＶＣＣ／２。該電路允許溝通信號(hào)通過(guò)位于中間位置的電阻〔電位器〕，來(lái)對(duì)電阻兩端進(jìn)展一樣的直流偏置。這一點(diǎn)對(duì)于數(shù)字電位器格外關(guān)鍵，由于過(guò)零檢測(cè)器是在電位器兩端電壓為零時(shí)切換電位器的位置，因而，可以消退由于數(shù)字電位器的非連續(xù)切換所造成的噼啪聲和砰然聲。圖２〔ｂ〕是在圖〔ａ〕根底上構(gòu)建的電路，該電路的輸入阻抗為１３．７ｋΩ，橋電路和輸入電容造成的信號(hào)衰減為１．２ｄＢ〔２０Ｈｚ〕。DS1802MAX4167VCC引腳加旁路電容。3基于電位器的電壓電阻轉(zhuǎn)換電路在工業(yè)掌握和偏置調(diào)整電路中，有時(shí)需要將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電阻，這一過(guò)程在具體實(shí)施時(shí)有肯定的難度。圖３利用兩路數(shù)字電位器供給了一個(gè)簡(jiǎn)潔的轉(zhuǎn)換方案。圖中，數(shù)字電位器Ｕ１和運(yùn)算放大器Ｕ３構(gòu)成數(shù)字采樣保持電路，Ｕ１通過(guò)調(diào)整其內(nèi)局部壓比保證ＶＷＩＰＥＲ對(duì)?比。由于Ｕ１、Ｕ２的數(shù)字輸入是連接在一起的，Ｕ２的滑動(dòng)端位置與Ｕ１一樣，對(duì)應(yīng)端的電阻也一樣。這樣便可得到與ＶＩＮ成正比的電阻，從而實(shí)現(xiàn)電壓至電阻的轉(zhuǎn)換。由于Ｕ１、Ｕ２是完全一樣的數(shù)字電位器，其數(shù)字輸入連接在一起，因此，它們的滑動(dòng)端位置也一樣。ＬＯＣＫ置為低電平，輸出電阻將隨著ＶＩＮ而轉(zhuǎn)變；而ＬＯＣＫ置為高電平則將保持阻值不變。也可以將ＬＯＣＫ始終接地，在這種狀況下，即使ＶＩＮ保持恒定，輸出電阻也會(huì)在兩個(gè)相鄰狀態(tài)之間連續(xù)翻轉(zhuǎn)。假設(shè)電位器端電阻為１０ｋΩ，抽頭數(shù)為３２，那么，當(dāng)滑動(dòng)輸出端電阻設(shè)置在５ｋΩ時(shí)，輸出電阻將隨時(shí)鐘在５ｋΩ和５．３１２５ｋΩ之間跳變。需要時(shí)，可以在滑動(dòng)輸出端接一個(gè)電容來(lái)濾除跳變效應(yīng)。該電路所允許的時(shí)鐘頻率范圍為１００Ｈｚ～１０ｋＨｚ。而輸出電阻并非實(shí)時(shí)跟隨ＶＩＮ的變化，但經(jīng)過(guò)假設(shè)干個(gè)時(shí)鐘周期后可以到達(dá)其終值。時(shí)鐘數(shù)取決于滑動(dòng)端的初始位置和輸入電壓，最大值為３２〔電位器抽頭數(shù)〕。假設(shè)需要更高的區(qū)分率，可以用６位或８位數(shù)字電位器替代本電路中的５位芯片。留意，ＭＡＸ５１６０上電時(shí)將滑動(dòng)端設(shè)置在中心位置，因而，可使兩路數(shù)字電位器同步工作，并保持一樣的電阻。選擇數(shù)字電位器時(shí)，通常需要知道電位器的上電初始狀態(tài)。４結(jié)論數(shù)字電位器與機(jī)械式電位器相比，除牢靠性外，還占用空間較小。另外，由于減小了寄生參數(shù)，因而具有較強(qiáng)的抗干擾力量。數(shù)字電位器幾乎可以在全部應(yīng)用中替代機(jī)械式電位器，以減輕設(shè)計(jì)人員和最終用戶的負(fù)擔(dān)。但使用數(shù)字電位器時(shí)需要留意其溫度系數(shù)〔ＴＣ〕指標(biāo)，而且對(duì)于大多數(shù)數(shù)字電位器，必需給出兩個(gè)不同的ＴＣ指標(biāo)：一個(gè)是端至端ＴＣ，表示電阻隨溫度確實(shí)定變化量，另一個(gè)ＴＣ參數(shù)指特別是比例應(yīng)用。一個(gè)比例ＴＣ為５ｐｐｍ的數(shù)字電位器便可以在整個(gè)溫度范圍內(nèi)供給格外穩(wěn)定的增益配置。而用于可編程增益放大器〔ＰＧＡ〕和儀表放大器〔ＩＡ〕〔精度〕在－４０℃～＋８５℃范圍內(nèi)優(yōu)于０．０２５％。3個(gè)方面.1:流過(guò)數(shù)字電位器的電流大小2:最大,最小電阻3:電阻變化間隔電位器在電路中的作用是什么？?jī)蓚€(gè)作用：分壓〔衰減〕器〔三端；可變電阻〔兩端。最高工作電壓等。數(shù)字電位器的實(shí)現(xiàn)方法：〔衰減器：PWM〔DAC〔如：DAC1210〕等?？勺冸娮瑁篋AC掌握的跨阻放大器〔工作頻率受DAC、運(yùn)放和末級(jí)功率器件限制，工作電壓也可較高。數(shù)字電位器的專業(yè)生產(chǎn)商：DALLASsemiconductor〔主要供音頻應(yīng)用數(shù)字電位器的應(yīng)用MaximKateShamberger數(shù)字電位器介紹簡(jiǎn)潔的說(shuō)，數(shù)字電位器由數(shù)字輸入掌握，產(chǎn)生一個(gè)模擬量的輸出。這個(gè)定義類(lèi)似于數(shù)模轉(zhuǎn)換器〔DAC〕，所不同的是：DAC具有一個(gè)緩沖輸出，大多數(shù)數(shù)字電位器沒(méi)有輸出緩沖器，因而不能驅(qū)動(dòng)低阻負(fù)載。依據(jù)數(shù)字電位器的不同，抽頭電流最大值可以從幾百微安到幾個(gè)毫安。因此，不管是一般電位器還是數(shù)字電位IWIPER范圍。所謂“最?lèi)毫拥臈l件”發(fā)生在抽頭電壓VW接近于端電壓VH，而且線路中沒(méi)有足夠限流電阻的狀況下。有些應(yīng)用中，抽頭流過(guò)較大的電流，這時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮電流流經(jīng)抽頭時(shí)產(chǎn)生的壓降，這個(gè)壓降會(huì)限制數(shù)字電位器的輸出動(dòng)態(tài)范圍。數(shù)字電位器的應(yīng)用10～200K，而調(diào)整LED亮度時(shí)通常需要格外低的阻值。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可以選用DS3906DS390610570～102的等效電阻，這種構(gòu)造能夠0.5的步進(jìn)值準(zhǔn)確調(diào)整LED的亮度。偏置的調(diào)整就是一個(gè)典型范例〔1〕，MAX1858EEPROM保檢測(cè)的溫度值從查找表里得到對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)電阻。EEPROM的非易失數(shù)字電位器在上電復(fù)位時(shí)可以保持EEPROM50000次的擦寫(xiě)次數(shù)，相對(duì)于機(jī)械式電位器，非易失數(shù)字電位器的牢靠性更高。一次性編程(OTP)數(shù)字電位器〔如MAX5427-MAX5429〕，可以在編程后永久保存缺省的抽頭位置。與基于EEPROM的數(shù)字電位器一樣，上電復(fù)位后，OTP數(shù)字電位器初始化到狀態(tài)。但是一經(jīng)編程，OTP數(shù)字電位器的上電復(fù)位狀態(tài)不能夠再更改。數(shù)字電位器可以幫助自動(dòng)完成電源系統(tǒng)中電壓或電流的校準(zhǔn)，或用于其他需要工廠校準(zhǔn)的系統(tǒng)中。手工調(diào)整的機(jī)械電位器相對(duì)耗時(shí)較大，而且存在很大的人為誤差。而數(shù)字電位器的電調(diào)整方式則可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，提高校準(zhǔn)精度和可重復(fù)性。另外，數(shù)字電位器的數(shù)控方式便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試和校準(zhǔn)，當(dāng)系統(tǒng)需要對(duì)多DS3904/DS3905非易失數(shù)字電位器〔見(jiàn)圖2〕，利用一個(gè)小尺寸IC3個(gè)機(jī)械電位器。數(shù)字電位器也增加了電路板布線的敏捷性，由于裝配和維護(hù)都不需要工程人員直接接觸器件。OTPEEPROM寫(xiě)保護(hù)特性在系統(tǒng)校準(zhǔn)等典型應(yīng)用中格外有用。DS4303不完全是一個(gè)數(shù)字電位器，它是一個(gè)基于采樣保持的電壓基準(zhǔn)，具有簡(jiǎn)潔的單引腳數(shù)字掌握接口和緊湊的空間，也可以在生產(chǎn)線上完成類(lèi)似的校正功能〔3〕。校準(zhǔn)時(shí)，DS4303輸出電壓跟蹤加在編程或斷開(kāi)電源。斷電后，最近一次鎖定的電壓值保存在EEPROM中，每次上電時(shí)，輸出電壓回到