數(shù)字電位器

eetech

眾所周知，電位器作為一種可變電阻或電壓分壓器，用途十分廣泛，微調(diào)偏置與增益、設(shè)置LCD對(duì)比度、調(diào)整電源電壓等等。在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)劇烈的市場(chǎng)中，很多場(chǎng)合下人們用電子電位器來替代過去的機(jī)械式電位器。電子電位器的優(yōu)點(diǎn)十分突出。首先在使用上，機(jī)械電位器需用工具調(diào)節(jié)，十分不便，而電子電位器是數(shù)字的，可用信號(hào)控制，進(jìn)而用編程實(shí)現(xiàn)。此外，電子電位器易大規(guī)模生產(chǎn)，成本低、可靠耐用。當(dāng)然，在具體使用時(shí)，我們還要對(duì)兩種器件作進(jìn)一步的比較分析。

分辨率：理論上，機(jī)械電位器有無限高的分辨率，實(shí)際分辨率取決于器件的結(jié)構(gòu)和使用者的技巧，技巧熟練性因人而異，隨時(shí)間變化，高精度時(shí)要用多圈電位器。電子電位器無法提供無限的分辨率，但對(duì)特定的應(yīng)用可選擇合適的分辨率，而且分辨是規(guī)格化的，可重復(fù)的，有保證的。

可靠性：機(jī)械電位器具有機(jī)械觸點(diǎn)，接觸是電阻性的，數(shù)值有不確定性；此外，機(jī)械電位器雖有良好的密封性，但受環(huán)境的影響還是比較大的，受振動(dòng)和沖擊的影響更大。電子電位器的可靠性和集成電路一樣是無容置疑的，但使用時(shí)也要認(rèn)清，它是易失性的還是非易失性的。易失性器件一旦丟失電源，內(nèi)部寄存設(shè)置信息就不復(fù)存在，因此外部應(yīng)有EEPROM、閃存或其它非易失性存儲(chǔ)器。

電源電壓：電子電位器需有電源電壓才能工作，其工作電壓不能超過器件的軌至軌值。一般說來，通常的數(shù)字電路設(shè)計(jì)在2.7V至5V范圍，模擬電路有±5V、±12V、±15V幾種規(guī)格，因此要考慮到電源匹配問題。

成本：在考慮成本時(shí)，要計(jì)算所涉及的全部實(shí)際成本，包括組裝成本、勞動(dòng)力成本、潛在的檢測(cè)、認(rèn)證成本等。

電子電位器基本結(jié)構(gòu)

電子電位器IC內(nèi)部由電阻網(wǎng)絡(luò)，中心抽頭寄存器、譯碼器以及SPI接口等基本單元組成，非易失性的還應(yīng)有相關(guān)的存儲(chǔ)器，以AD5231(圖1)為例，它是一個(gè)帶非易失性存儲(chǔ)器，1024步(10位)分辨率數(shù)字可控電位器，阻值有10KΩ、50 KΩ、100 KΩ幾檔。其中RDAC部分就是帶開關(guān)的電阻網(wǎng)絡(luò)，RDAC寄存器是一個(gè)便箋式寄存器，通過SPI串口編程至所需的中心抽頭值，同時(shí)該值保留在EEMEM中。AD5231還具有中心抽頭設(shè)置回讀功能。




SPI是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)3線串行接口，有16種工作和調(diào)整方式：包括便箋式編程、存儲(chǔ)器存取、增/減、±6dB/步對(duì)數(shù)中心抽頭值調(diào)整、設(shè)置值回讀以及外部EEMEM用戶定義信息等。

AD5231用作變阻器時(shí)，在W與B之間阻值為：

RWB(D)=D/1024 * RAB+RW式中，D是RDAC寄存器數(shù)據(jù)的等效十進(jìn)制值，RAB是器件A端與B端間阻值，RW是中心抽頭處電阻，約為15Ω。

DA5231用作電壓分壓器時(shí)，在A、B端間連接一個(gè)電源VAB。

輸出電壓取決于電阻的比值，其漂移可提高至15PPm/℃。

擴(kuò)展使用

電子電位器阻值有限，分辨率有限，然而我們可以通過并接、串接、級(jí)聯(lián)方式擴(kuò)展它的使用范圍。

電位器并接可以降低阻值，例如應(yīng)用要求5 KΩ阻值，可將2個(gè)10 KΩ電位器并接，圖2(a)是一個(gè)簡(jiǎn)單的2個(gè)電位器在變阻方式的并接方案，在此場(chǎng)合，器件要同步地調(diào)整中心抽頭的位置值，以保證準(zhǔn)確的電阻值。圖2(b)是電壓分壓器方式的并接方案，能更精細(xì)地調(diào)整分壓值。反之，如果應(yīng)用要求較大電阻值，例如20 KΩ，可將2個(gè)10 KΩ電位器串接，并用一個(gè)單刀雙擲開關(guān)來控制，如圖3。當(dāng)S2接通時(shí)，電壓Vo從0調(diào)整至Yi/2處；當(dāng)S1接通時(shí)，Vo從Vi/2調(diào)整至Vi，調(diào)整步數(shù)增加了一倍。某些電子電位器專門設(shè)置有一個(gè)控制端，使用更加方便。






2個(gè)電位器級(jí)聯(lián)(圖4)亦可增加調(diào)整范圍。這里，控制第一個(gè)電位器來獲得所要求的調(diào)整窗口，控制第二個(gè)電位器達(dá)到該窗口內(nèi)2N個(gè)步階數(shù)，電子控制使調(diào)整更加準(zhǔn)確。

spy007868

復(fù)制下來�。。。。。。。∥易约汉煤脤W(xué)習(xí)�。。。。。。。。。。。。。。�

daizhi1970

O(∩_∩)O謝謝