数字电位器的应用(2)

3基于电位器的电压电阻转换电路

在工业控制和偏置调节电路中,有时需要将电压信号转换成电阻,这一过程在具体实施时有一定的难度。图3利用两路数字电位器提供了一个简单的转换方案。图中,数字电位器u1和运算放大器u3构成数字采样保持电路,u1通过调节其内部分压比保证vwiper对vin的跟踪,这样,滑动端电阻将与vin成正比。由于u1、u2的数字输入是连接在一起的,u2的滑动端位置与u1相同,对应端的电阻也相同。这样便可得到与vin成正比的电阻,从而实现电压至电阻的转换。

由于u1、u2是完全相同的数字电位器,其数字输入连接在一起,因此,它们的滑动端位置也相同。lock置为低电平,输出电阻将随着vin而改变;而lock置为高电平则将保持阻值不变。也可以将lock始终接地,在这种情况下,即使vin保持恒定,输出电阻也会在两个相邻状态之间连续翻转。假如电位器端电阻为10kω,抽头数为32,那么,当滑动输出端电阻设置在5kω时,输出电阻将随时钟在5kω和5.3125kω之间跳变。需要时,可以在滑动输出端接一个电容来滤除跳变效应。该电路所允许的时钟频率范围为100hz~10khz。而输出电阻并非实时跟随vin的变化,但经过若干个时钟周期后可以达到其终值。时钟数取决于滑动端的初始位置和输入电压,最大值为32(电位器抽头数)。如果需要更高的分辨率,可以用6位或8位数字电位器替代本电路中的5位芯片。注意,max5160上电时将滑动端设置在中心位置,因而,可使两路数字电位器同步工作,并保持相同的电阻。选择数字电位器时,通常需要知道电位器的上电初始状态。

4结论

数字电位器与机械式电位器相比,除可靠性外,还占用空间较小。另外,由于减小了寄生参数,因而具有较强的抗干扰能力。数字电位器几乎可以在所有应用中替代机械式电位器,以减轻设计人员和最终用户的负担。但使用数字电位器时需要注意其温度系数(tc)指标,而且对于大多数数字电位器,必需给出两个不同的tc指标:一个是端至端tc,表示电阻随温度的绝对变化量,另一个tc参数指的是比例tc。数字电位器通常用作分压器,这些应用对绝对阻值的要求并不严格,特别是比例应用。一个比例tc为5ppm的数字电位器便可以在整个温度范围内提供非常稳定的增益配置。而用于可编程增益放大器(pga)和仪表放大器(ia)的数字电位器一般需要较高的精度,这些应用一般要求比例系数的容差(精度)在-40℃~+85℃范围内优于0.025%。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计