数字
电位器(Digital Potentiometer)亦称数控可编程
电阻器,是一种代替传统机械电位器(模拟电位器)的新型
CMOS数字、模拟混合
信号处理的集成电路。数字电位器由
数字输入控制,产生一个
模拟量的输出。依据数字电位器的不同,抽头电流
最大值可以从几百微安到几个
毫安。数字电位器采用数控方式调节电阻值的,具有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声、不易污损、抗振动、抗干扰、体积小、寿命长等显著优点,可在许多领域取代机械电位器。
数字电位器取消了电阻基片和
电刷,是一个半导体集成电路。其优点为:调节精度高;没有噪声,有极长的
工作寿命;无
机械磨损;用于
自动控制系统可以实现对角度位置的精确测量,也可以利用
输出反馈信号与角度变化成
线性比例的特性,通过驱动转轴实现
输出调节功能。
数字电位器一般带有总线接口,可通过
单片机或
逻辑电路进行编程。它适合构成各种
可编程模拟器件,如可编程增益放大器、可编程
滤波器、可编程线性稳压电源及音调/音量控制电路,真正实现了“把
模拟器件放到总线上”(即单片机通过总线控制系统的模拟
功能块)这一全新
设计理念。
由于数字电位器可代替机械式电位器,所以二者在原理上有相似之处。数字电位器属于集成化的三端
可变电阻器件其
等效电路。当数字电位器用作
分压器时,其高端、低端、滑动端分别用VH、VL、VW表示;而用作可调电阻器时,分别用RH、
RL和RW表示。
数字电位器的
数字控制部分包括加减
计数器、
译码电路、保存与恢复控制电路和不挥发
存储器等4个
数字电路模块。利用串入、并出的加/减计数器在输入脉冲和
控制信号的控制下可实现加/减计数,计数器把累计的数据直接提供给译码电路
控制开关阵列,同时也将数据传送给
内部存储器保存。当外部计数脉冲信号停止或
片选信号无效后,译码电路的输出端只有一个有效,于是只选择一个
MOS管导通。
数字控制部分的存储器是一种
掉电不挥发存储器,当电路掉电后再次上电时,数字电位器中仍保存着原有的控制数据,其中间抽头到两端点之间的电阻值仍是上一次的调整结果。因此,数字电位器与机械式电位器的使用效果基本相同。但是由于开关的工作采用“先连接后断开”的方式,所以在输入计数有效期间,数字电位器的电阻值与
期望值可能会有一定的差别,只有在调整结束后才能达到期望值。
1.调整过程中,数字电位器的电阻值不是连续变化的,而是在调整结束后才具有所希望的输出。这是因为数字电位器采用MOS管作为
开关电路,并且采用“先开后关”的控制方法。
2.数字电位器无法实现电阻的连续调整,而只能按数字电位器中
电阻网络上的
最小电阻值进行调整。
数字电位器正在国内外迅速推广,并大量应用于检测仪器、PC、手机、家用电器、现代
办公设备、
工业控制、
医疗设备等领域。例如:电冰箱、程控机、电源、
功率表、自动
检测设备、
光纤网络、调节
LCD显示屏、
电压控制、取代机械式电位器、匹配线性阻抗、调节
VCOM设置。
数字电位器是一种颇具发展前景的新型
电子器件,在许多领域可取代传统的机械电位器。其优点为:调节精度高;无噪声,工作寿命极长;无机械磨损;数据可读写;具有配置
寄存器及
数据寄存器;多
电平量存储功能。它广泛应用于仪器仪表、计算机及
通信设备、家用电器、
医疗保健产品、工业控制等领域。任何需要用电阻来进行参数调整和控制的场合,都可使用数字电位器构成可编程
模拟电路。但是在实际使用中应特别注意数字电位器的电阻调整误差,由于不同应用场合时的误差
影响因素有所不同。因此在实际应用时,最好利用
A/D转换电路对其进行精确测量,并采用单片机对其补偿。