使用数字电位器替代机械电位器an-1121_cn

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1、AN-1121应用笔记OneTechnologyWay•P.O.Box9106•Norwood,MA02062-9106,U.S.A.•Tel:781.329.4700•Fax:781.461.3113•www.analog.com使用数字电位器替代机械电位器作者：MiguelUsachWIPERRESISTIVE简介RESISTANCEMATERIAL自电子电路的早期阶段开始,电位器就得到了广泛的使用,使用它可方便地校正系统、调节放大器内的偏移电压或增益、调谐滤波器以及控制屏幕亮度等。机械电位器本身存在一些固有的局限性，比如：尺寸大小、机械磨损、游标WIPER污染、电阻漂移、

2、对振动和湿度敏感以及布局缺乏灵活性，这一切都是由其物理结构所决定的。数字电位器旨在解决所有上述问题，提供更高的可靠性和58-001精度，电压毛刺更小。目前，只有在数字电位器不适用的ABW099环境中(比如：高温环境或大功率应用场合)，才会使用机图1.机械电位器械电位器。数字电位器将两种技术进行对比是辨别系统最佳解决方案的最简单方数字电位器由一个电阻元件阵列组成，该阵列的终端通过法。两个端子(A和B)与外部相连。在两个无源电阻的结点处，结构有一个开关。这些开关通过与外部端子(称之为游标或W)机械电位器结合的单个触点互相连接(如图2所示)。机械电位器由一个很大的电阻元件组成，在外部

3、通过两个由于这些开关通过互补金属氧化物半导体(CMOS)加工工端子相连接。电阻元件的形式多种多样，根据所采用的技艺设计而成，因此允许电流以任意方向流动。这些开关由术，其封装方法也不同。可以为单圈或多圈，或者简单的一个数字模块控制，并且一次只能接通一个开关。通过与扁平型封装。机械电位器进行类比，寄生开关电阻也可称为游标电阻。第三个端子也称为游标，它可在整个电阻元件上移动，来结构综述选择每个外部端子与游标之间的电阻大小。在游标和电阻机械电位器更容易受到物理环境变化(比如：振动、冲击和元件之间存在着较小的接触电阻，通常称之为游标电阻(如游标污染)的影响，这一切都是由其物理结构所决定的

4、。而图1所示)。拥有整体结构的数字电位器，在所有上述情况下，都不会受到影响。ARSRS=RAB/2NRDACRSWREGISTERRS00209958-B图2.数字电位器Rev.0

5、Page1of4AN-1121调节熔丝机械电位器类似于在机械电位器上放置环氧树脂，熔丝对于只需设定从理论上来说，由于游标可在整个电阻上移动，因此，机一次的系统校准来说是理想之选。ADI公司提供1到50次的械电位器可提供无限的分辨率；但是调节电阻时所形成的可编程熔丝存储器。各物理因素(比如：螺丝刀压力或材料间的摩擦)会使精度EEPROM下降，这样就会造成电阻的最终值准确度较低。EEPROM耐久性达10

6、0万周期，数据保存期限100年，对于需要注意的是，重新调节的最大次数或平均故障间隔时间需保留最近编程值(如：音量控制应用)的系统来说，(MTBF)，通常都不超过几千次。EEPROM是理想的选择。数字电位器易失性游标位置取决于RDAC寄存器中的内容，在寄存器中写入RDAC寄存器默认在中间电平时加载，如果电源断开则无内容的次数没有限制。如图3和图4所示，使用SPI、I2C或法保持该电阻大小。动态系统会持续重新校准输出，因此up/down等数字接口、手动使用按钮开关或数字编码器，易失性数字电位器是此类系统的理想之选。它无需恢复之都可将内容写入RDAC寄存器。前的数值，或者也可以在上电

7、/复位时，用控制器来设置数值。数字电位器类似于机械电位器，如果事先对其进行调节，则在上电时，它可储存RDAC代码。ADI公司的数字电位器提供三种不同的存储器技术：熔丝、EEPROM、易失性数字电位器。VDD18PREPUSH-UPdigiPotBUTTONA27W36B45GNDPUSH-DOWNBUTTON003958-09图3.按钮接口VDDCS18digiPotA27U/DINCREMENTALEDIGITALENCODERW36CLKB45GND图4使用数字编码器控制Up/Down接口58-004099Rev.0

8、Page2of4AN-1121电阻元件数字电位器机械电位

9、器ADI公司提供最宽的阻值可选范围：1k至1M。由于电阻元件采用的可能是各种不同的材料(比如：金属陶电阻容许误差之前为±20%，但现在已经有所下降。ADI公瓷、石墨或导电塑料)，因此，电阻的大小就可能为数十欧司目前提供容许误差为±8%的电阻，或经校准后容许误差乃至兆欧，在额定误差范围内得到保证。为±1%的精密电阻。该误差被称为电阻容许误差，根据电位器材料的质量和所另外，具有非易失性EEPROM的数字电位器通常可存储容采用的不同工艺，它会上下波动。典型值范围在±30%和许误差，这些误差可通