什么是數(shù)字電位器

　　數(shù)字電位器（DigitalPotenTIometer）亦稱(chēng)數(shù)控可編程電阻器，是一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械電位器（模擬電位器）的新型CMOS數(shù)字、模擬混合信號(hào)處理的集成電路。數(shù)字電位器由數(shù)字輸入控制，產(chǎn)生一個(gè)模擬量的輸出。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。數(shù)字電位器采用數(shù)控方式調(diào)節(jié)電阻值的，具有使用靈活、調(diào)節(jié)精度高、無(wú)觸點(diǎn)、低噪聲、不易污損、抗振動(dòng)、抗干擾、體積小、壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)，可在許多領(lǐng)域取代機(jī)械電位器。

　　數(shù)字電位器的特點(diǎn)

　　?數(shù)字電位器的特點(diǎn)是：壽命長(zhǎng)（因無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)）、工作可靠、性能穩(wěn)定、耐振動(dòng)、體積小，能和數(shù)字電路或單片機(jī)靈活地結(jié)合在一起。

　　數(shù)字電位器工作原理

　　?由于數(shù)字電位器可代替機(jī)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，如圖1所示。當(dāng)數(shù)字電位器用作分壓器時(shí)，其高端、低端、滑動(dòng)端分別用VH、VL、VW表示；而用作可調(diào)電阻器時(shí)，分別用RH、RL和RW表示。

　　圖2所示為數(shù)字電位器的內(nèi)部簡(jiǎn)化電路，將n個(gè)阻值相同的電阻串聯(lián)，每只電阻的兩端經(jīng)過(guò)一個(gè)由MOS管構(gòu)成的模擬開(kāi)關(guān)相連，作為數(shù)字電位器的抽頭。這種模擬開(kāi)關(guān)等效于單刀單擲開(kāi)關(guān)，且在數(shù)字信號(hào)的控制下每次只能有一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)閉合，從而將串聯(lián)電阻的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到滑動(dòng)端。

　　數(shù)字電位器的數(shù)字控制部分包括加減計(jì)數(shù)器、譯碼電路、保存和恢復(fù)控制電路和不揮發(fā)存儲(chǔ)器等4個(gè)數(shù)字電路模塊。利用串入、并出的加／減計(jì)數(shù)器在輸入脈沖和控制信號(hào)的控制下可實(shí)現(xiàn)加／減計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器把累計(jì)的數(shù)據(jù)直接提供給譯碼電路控制開(kāi)關(guān)陣列，同時(shí)也將數(shù)據(jù)傳送給內(nèi)部存儲(chǔ)器保存。當(dāng)外部計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)停止或片選信號(hào)無(wú)效后，譯碼電路的輸出端只有一個(gè)有效，于是只選擇一個(gè)MOS管導(dǎo)通。

　　數(shù)字控制部分的存儲(chǔ)器是一種掉電不揮發(fā)存儲(chǔ)器，當(dāng)電路掉電后再次上電時(shí)，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(diǎn)之間的電阻值仍是上一次的調(diào)整結(jié)果。因此，數(shù)字電位器和機(jī)械式電位器的使用效果基本相同。但是由于開(kāi)關(guān)的工作采用“先連接后斷開(kāi)”的方式，所以在輸入計(jì)數(shù)有效期間，數(shù)字電位器的電阻值和期望值可能會(huì)有一定的差別，只有在調(diào)整結(jié)束后才能達(dá)到期望值。

　　從圖2可以看出，數(shù)字電位器和機(jī)械式電位器有2個(gè)重要區(qū)別：1）調(diào)整過(guò)程中，數(shù)字電位器的電阻值不是連續(xù)變化的，而是在調(diào)整結(jié)束后才具有所希望的輸出。這是因?yàn)閿?shù)字電位器采用MOS管作為開(kāi)關(guān)電路，并且采用“先開(kāi)后關(guān)”的控制方法：2）數(shù)字電位器無(wú)法實(shí)現(xiàn)電阻的連續(xù)調(diào)整，而只能按數(shù)字電位器中電阻網(wǎng)絡(luò)上的最小電阻值進(jìn)行調(diào)整。