線性數(shù)字電位器（電位器）可用于非線性應(yīng)用，例如音頻應(yīng)用中的音量調(diào)節(jié)控制。本文討論如何創(chuàng)建“偽對(duì)數(shù)”錐度數(shù)字電位器（電位器）。當(dāng)配置為可變電阻時(shí)，只需在數(shù)字電位器的末端添加一個(gè)電阻即可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

介紹

為了滿足特定的動(dòng)態(tài)范圍要求，許多應(yīng)用需要具有非線性傳遞函數(shù)的電路。從線性化電路元件的響應(yīng)到為音量控制提供對(duì)數(shù)輸出，此功能在各種工程應(yīng)用中都很有用。線性抽頭數(shù)字電位計(jì)（電位器）可以在簡(jiǎn)單的分壓器配置中提供非線性傳遞函數(shù)。對(duì)于以下示例，MAX50數(shù)字電位器采用5160kΩ版本來(lái)描述這些類型的傳遞函數(shù)。

生成線性傳遞函數(shù)

典型的分壓器配置如圖1a、2a和3a所示。對(duì)于這些電路中的每一個(gè)，假設(shè)VIN代表低阻抗電壓源，VOUT代表高阻抗輸入節(jié)點(diǎn)。圖1a描繪了一個(gè)簡(jiǎn)單的分壓器，其傳遞函數(shù)為VOUT = VIN（RB/RPOT），其中RPOT = RA + RB。RA和RB分別表示從VIN到游標(biāo)以及從游標(biāo)到地的電阻。將游標(biāo)從電位器底部步進(jìn)至頂部，VIN 處于恒定的 5V 電平，產(chǎn)生線性傳遞函數(shù)。如圖1b的線性響應(yīng)圖所示。本文末尾提供了指向 Excel? 電子表格的鏈接，以幫助您計(jì)算 VOUT 與抽頭位置數(shù)據(jù)。

圖1.線性響應(yīng)（a）電路和（b）圖。

在電路中增加一個(gè)串聯(lián)電阻（圖2a中的R1）會(huì)產(chǎn)生完全不同的結(jié)果?，F(xiàn)在，該電路的傳遞函數(shù)更類似于對(duì)數(shù)曲線，其特征為方程VOUT = VIN（RB/（R1 + RB））。通過(guò)改變R1的值（在本例中為10kΩ），可以定制“偽對(duì)數(shù)”傳遞函數(shù)以滿足電路的實(shí)際需求。傳遞函數(shù)的圖形如圖2b所示。與對(duì)數(shù)抽頭數(shù)字電位器相比，該電路的一個(gè)可能的缺點(diǎn)是VOUT只能接近VIN的滿量程值。VOUT 無(wú)法達(dá)到 VIN。因此，輸出的動(dòng)態(tài)范圍會(huì)有一些損失;該損失的大小取決于為R1選擇的值。然而，使用對(duì)數(shù)錐度數(shù)字電位器會(huì)限制對(duì)該特定電位器規(guī)格（1dB/步、2dB/步等）的響應(yīng)。兩種拓?fù)涠夹枰獧?quán)衡取舍，具體取決于所需的規(guī)格。

圖2.偽對(duì)數(shù)響應(yīng) （a） 電路和 （b） 圖。

最后，交換R1和MAX5160的位置得到圖3a所示的電路。這種配置改變了輸出的響應(yīng)，形成了更多的反對(duì)數(shù)函數(shù)。該電路的傳遞函數(shù)為VOUT = VIN（R1/（R1 + RB）），如圖3b所示。與前面的示例一樣，為 R1 選擇的值會(huì)影響輸出的動(dòng)態(tài)范圍。該電路的輸出不延伸到接地軌。

圖3.偽逆對(duì)數(shù)響應(yīng) （a） 電路和 （b） 圖。

對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用，例如給出的示例，可以操作鏈接的電子表格以涵蓋各種數(shù)字電位器和電路值。電子表格中的公式不包括MAX5160的±25%端到端電阻容差，但可以很容易地調(diào)整為包括它，以及其他參數(shù)和電位器。請(qǐng)按照以下步驟操作：

打開電子表格后，選擇底部與所需非線性響應(yīng)類型（線性、對(duì)數(shù)響應(yīng)或逆對(duì)數(shù)響應(yīng)）對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)卡。輸入 V 的值在在單元格 A2 中。

在單元格 B1 中輸入 R2 的值。

在單元格 C2 中輸入鍋電阻值。

在單元格 D2 中輸入鍋提供的總數(shù)。

復(fù)制在 E、F、G 和 H 列的第 33 行中找到的值，并將它們粘貼到后續(xù)的每一行中，直到 E 列中的步數(shù)等于鍋提供的總步數(shù)（并在單元格 D2 中輸入）。換句話說(shuō)，對(duì)于 64 步電位器，復(fù)制 E33、F33、G33 和 H33 值，并將它們粘貼到第 65 行的所有后續(xù)行中。

對(duì)于較舊版本的 Excel，請(qǐng)按照 6a 中概述的步驟操作。對(duì)于較新版本的 Excel，請(qǐng)按照 6b 中概述的步驟操作。

單擊電子表格中的圖表，“圖表”一詞將出現(xiàn)在屏幕頂部工具欄上方的菜單中。如果屏幕上彈出單獨(dú)的圖表工具欄，請(qǐng)將其關(guān)閉。單擊屏幕頂部的“圖表”。從下拉菜單中，單擊“源數(shù)據(jù)”。將出現(xiàn)一個(gè)單獨(dú)的窗口，突出顯示單元格的數(shù)據(jù)范圍?，F(xiàn)在單擊并向下拖動(dòng)指針列 H （V外） 的電子表格，直到勾勒出感興趣的單元格。然后在“源數(shù)據(jù)”窗口中單擊“確定”。該圖現(xiàn)在描繪了新的 V外與點(diǎn)擊位置數(shù)據(jù)相比。

對(duì)于較新版本的 Excel，請(qǐng)右鍵單擊圖形，然后從顯示的下拉菜單中選擇“選擇數(shù)據(jù)”。將打開“選擇數(shù)據(jù)源”窗口，并且單元格的數(shù)據(jù)范圍將被選中。在 H 列 （V外），直到選擇感興趣的單元格。執(zhí)行此操作時(shí)，“選擇數(shù)據(jù)源”窗口中的公式將自動(dòng)更改。選擇正確的單元格后，單擊 OK 窗口中的按鈕。該圖現(xiàn)在描繪了新的 V外與點(diǎn)擊位置數(shù)據(jù)相比。

給出的示例范圍是通用的，不包括幾個(gè)參數(shù)，例如游標(biāo)電阻、零電平和滿量程誤差、端到端電阻容差和溫度系數(shù)。但是，可以修改電子表格以包含這些規(guī)范。

審核編輯：郭婷