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理解和应用数字电位器

作者:时间:2012-05-21来源:网络收藏

摘要:通过对芯片研究和分析,同时结合低成本市场的需要,搭建硬件及软件平台,构建混合信号系统电路,从而扩展领域及范围。描述了工作原理、特点、分类及广泛,阐述了与机械电位器相比,数字电位器的优点,同时也描述了数字电位器AD5272内部电路结构,在此基础上进一步提出了对数字电位器AD5272电路系统的设计。结果表明,在低成本的前提下,将数字电位器的性能及应用充分展示,同时验证了数字电位器更为经济实用。

本文引用地址:article/171428.htm

关键词:数字电位器;机械电位器;单片机;AD5272

数字电位器是采用CMOS工艺制成的数模混合信号处理集成电路,也称数控可编程电阻器。采用是数控方式调节电阻值大小,多用多晶硅或薄膜电阻材料,从而有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声等特点。同时有体积小、节省印制板空间,易于安装,不易污损、抗振动、抗干扰、寿命长、不易受环境温度影响等优点。基于上述内容,数字电位器已被广泛用于医疗保健设备、仪器仪表、通信设备、工业控制、家用电器、数码产品等各领域。

1 数字电位器简介

1.1 主要特点

数字电位器是一种有发展前景的新型器件。与机械电位器相比,具有许多优点,见表1,所以在许多领域可取代机械电位器。任何用电阻进行参数调整、校准或控制的领域,都可用数字电位器构成可编程模拟电路进而进行调整。除上述特点外,其特点有:

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1)数模混合信号产品,是一种特殊形式数模转换器(DAC),由数字控制电路、存储器和RDAC电路组成。其中,RDAC是数字电位器重要组成部分,由电阻数-模转换器电路构成。

2)分辨率与内部RDAC位数有关(见表2),RDAC位数越多,分辨率越高;

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3)自身有控制接口、存储器和电阻系统,同时内部有非易失性(Non-volatile)存储器EEPROM,用户可对其进行读写操作,并通过软件控制接口对其阻值进行编程;

4)利用数字电位器可实现模拟电路中对电阻、电压或电流的数字控制及调整;

5)允许将几个数字电位器进行串、并联或混联;

6)受制作工艺影响,总电阻一致性较差,一般有15%~30%偏差;

7)低电压、低功耗、超小型化、工作温度范围宽。

1.2 主要参数

1)电源电压范围 最高、最低工作电压之差。该范围一般为2.5~5.5 V。

2)端电压 加在高端和低端的电压。一般端电压在0~VCC范围内。

3)分辨率 所能分辨的最小电阻值与总电阻的比,常用百分比表示。

4)抽头数 用来调节电阻值引出端个数。如n bit,则抽头数为。

5)标称电阻公差 实际电阻偏差值与理想值的百分比。

6)滑动端电阻 内部模拟开关导通电阻,该电阻值与内部电路结构及端电压有关。

7)带宽 频带宽度简称带宽,亦称通频带,描述频率响应的指标。有3种表示方式:-3 dB带宽、单位增益带宽、增益带宽乘积。

8)接口 指与微处理器或单片机连接的电路。

9)稳定时间 控制编码从最小值逐渐变化到最大值时,数字电位器达到稳定所需要的时间,一般为几微妙。

10)电阻噪声电压 在某一频率带宽范围内,由内部电阻产生的随机噪声,其单位是μV/Hz。


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