数字电位器IC(通常称为数字电位器)通过桥接数字域和模拟电阻世界来解决这些问题。作为一种全电子、微控制器兼容的元件,数字电位器允许处理器和软件控制、设置和更改其电阻值或分压比。
它们提供了机械设备无法提供的特性和功能,并且因为没有移动的雨刷,所以更加坚固可靠。它们不能被有意或无意地调整,以避免莫名其妙的性能变化。应用包括LED热稳定、LED调光、闭环增益控制、音量调节、校准和传感器惠斯通电桥微调、电流源控制和可编程模拟滤波器调节等。
一、数字电位器的基础知识:
电位器就是必不可少的无源电路元件。它是一种带有可访问电阻元件的三端器件,通过旋转轴上的用户可设置游标提供分压器功能。它用于无数模拟和混合信号电路中,以满足各种应用要求(图)。
当滑动器旋转并沿着电阻元件滑动时,任一端触点和可调滑动器之间的电路所见的电阻从零欧姆(标称值)到电线或薄膜电阻的全额定值不等。大多数电位计的旋转范围约为270至300度,典型的机械分辨率和可重复性约为满量程值的0.5%和1%(分别在200分之一和100分之一之间)。
请注意,电位器与其初级兄弟变阻器之间存在细微但明显且重要的区别。电位计是一种用作分压器的三端设备(图左),而变阻器是一种控制电流的两端可调电阻。电位器通常通过接线来创建变阻器,这可以通过三种类似方式之一完成,即不校正终端或直接连接到抽头(图右)。
二、数字电位器的选择知识
与任何组件一样,在选择数字电位器时需要考虑顶级参数和次要参数。排在首位的问题是标称电阻值、分辨率和数字接口类型,而考虑因素包括容差和误差源、电压范围、带宽和失真。
所需的电阻值,通常称为端到端电阻,由电路的设计考虑因素决定。供应商以1/2/5顺序提供5 kΩ(kΩ)和100 kΩ之间的电阻以及其他一些中间值。此外,还有低至1 kΩ和高至1兆欧(MΩ)的扩展范围单元。
分辨率定义了数字电位器提供的离散步进或抽头设置的数量,范围从32到1024步,以允许设计人员满足应用的需求。请记住,即使是中档256步(8位)数字电位器也比电位器具有更高的分辨率。
微控制器和数字电位器之间的数字接口采用标准串行SPI和I 2 C格式以及地址引脚,因此可以通过一条总线连接多个设备。微控制器使用简单的数据编码方案来指示所需的电阻设置。
数字电位器是一种数字设置IC,在很多系统架构和电路设计中取代了经典的机电电位器。它不仅减少了产品尺寸和意外移动导致错误的可能性,还增加了与处理器和软件的兼容性,同时提供了更高的精度和分辨率(如有必要)以及其他有用的功能。