以下內容中，小編將對數(shù)字電位器的相關內容進行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進對數(shù)字電位器的了解，和小編一起來看看吧。

一、數(shù)字電位器的原理

數(shù)字電位器一般帶有總線接口，可通過單片機或邏輯電路進行編程。它適合構成各種可編程模擬器件，如可編程增益放大器、可編程濾波器、可編程線性穩(wěn)壓電源及音調/音量控制電路，真正實現(xiàn)了“把模擬器件放到總線上”（即單片機通過總線控制系統(tǒng)的模擬功能塊）這一全新設計理念。

由于數(shù)字電位器可代替機械式電位器，所以二者在原理上有相似之處。數(shù)字電位器屬于集成化的三端可變電阻器件其等效電路。當數(shù)字電位器用作分壓器時，其高端、低端、滑動端分別用VH、VL、VW表示；而用作可調電阻器時，分別用RH、RL和RW表示。

數(shù)字電位器的數(shù)字控制部分包括加減計數(shù)器、譯碼電路、保存與恢復控制電路和不揮發(fā)存儲器等4個數(shù)字電路模塊。利用串入、并出的加/減計數(shù)器在輸入脈沖和控制信號的控制下可實現(xiàn)加/減計數(shù)，計數(shù)器把累計的數(shù)據(jù)直接提供給譯碼電路控制開關陣列，同時也將數(shù)據(jù)傳送給內部存儲器保存。當外部計數(shù)脈沖信號停止或片選信號無效后，譯碼電路的輸出端只有一個有效，于是只選擇一個MOS管導通。

數(shù)字控制部分的存儲器是一種掉電不揮發(fā)存儲器，當電路掉電后再次上電時，數(shù)字電位器中仍保存著原有的控制數(shù)據(jù)，其中間抽頭到兩端點之間的電阻值仍是上一次的調整結果。因此，數(shù)字電位器與機械式電位器的使用效果基本相同。但是由于開關的工作采用“先連接后斷開”的方式，所以在輸入計數(shù)有效期間，數(shù)字電位器的電阻值與期望值可能會有一定的差別，只有在調整結束后才能達到期望值。

二、數(shù)字電位器模擬對數(shù)錐度以準確設置增益

如果可以使用具有對數(shù)錐度（電阻的對數(shù)與設置成正比）的、穩(wěn)定、高分辨率數(shù)字電位器，則很容易安排一個增益控制電路，在整個調整范圍內提供以 dB/增量為單位的恒定分辨率。 不幸的是，不存在具有良好分辨率（例如，每步《 6dB）的對數(shù)數(shù)字電位器（log dpot）。但一切都沒有丟失。圖 1所示的設計理念 使用普通的線性錐形電位器（例如 ADI 的廉價雙極 AD5200）實現(xiàn)近似對數(shù)增益控制。

圖 1 線性數(shù)字電位器模擬對數(shù)錐度

如果 Dx（上圖）表示游標設置 （0 – 255），那么如果我們逐個求解放大器增益 Vout/Vin 與 Dx 的設計方程式就很容易。首先，求解作為 Vin 函數(shù)的抽頭電壓 （Vw）：

Vw = ？Vin R AB Dx / （255 R1）

接下來，求解作為 Vw 函數(shù)的 Vout：

Vout = ？Vw 255 R2 / （R AB （255 – Dx））

然后結合等式 1 和 2：

增益 = Vout / Vin = ？Vw 255 R2 / （R AB （255 – Dx）） / （？Vin R AB Dx / （255 R1））

增益 = （R2 / R1）（Dx / （255 – Dx））

Dx = 255 增益 （R1 / R2） / （1 + 增益 （R1 / R2））

而且當然：

dB（增益）= 20 Log 10 （（R2 / R1）（Dx / （255 – Dx）））

和

增益 = 10分貝/20

我們得到：

Dx = 255 10 dB/20 （R1 / R2） / （1 + 10 dB/20 （R1 / R2））

圖 2 dB 增益（左側的 y 軸）和增益集分辨率（右側的 y 軸）與 Dx（x 軸）

所得增益方程的有趣特征包括：

Dx/（255 – Dx） 的承諾（近似）對數(shù)行為。如圖2所示，R2/R1=100，Dx=8，增益=~10dB；Dx = 23 產生 20dB；128給出40dB；232給出60dB；247 給出 70dB。在整個 60dB =1，000:1 范圍內，增益設置分辨率保持不低于 1dB，這一點尤為重要。此外，Dx = 0 設置增益為零，而 Dx = 255 選擇開環(huán)。

將電位計滑動器用作輸入端子的策略有效地移動了放大器 A1 反饋環(huán)路內的滑動器觸點（圖 1），從而將其作為誤差項移除并提高了增益設置的時間和溫度穩(wěn)定性。

同時，將 RAB 電阻元件用于 A1 反饋和 A2 輸入（圖 1）將靈敏度與 RAB 容差和溫度系數(shù) （tempco）（在 AD5200 中為 +/-30% 和 500ppm/oC）進行比率計算，留下 R1 和 R2作為增益集精度的主導因素。

如果需要優(yōu)于 8 位 （1/256） 的分辨率，可以將 10 位 AD5292 等部件放入拓撲中以獲得 4 倍更高的增益設置精度。只要記住在增益方程式中出現(xiàn) 255 的地方用 1023 代替即可！或者，更一般地，如果 N = 位數(shù)：

Dx = （2N – 1） Gain （R1 / R2） / （1 + Gain （R1 / R2））

以上便是小編此次帶來的有關數(shù)字電位器的全部內容，十分感謝大家的耐心閱讀，想要了解更多相關內容，或者更多精彩內容，請一定關注我們網(wǎng)站哦。