數字電位器(DigitalPotenTIometer)亦稱數控可編程電阻器,是一種代替傳統機械電位器(模擬電位器)的新型CMOS數字、模擬混合信號處理的集成電路。數字電位器由數字輸入控制,產生一個模擬量的輸出。依據數字電位器的不同,抽頭電流大值可以從幾百微安到幾個毫安。數字電位器采用數控方式調節電阻值的,具有使用靈活、調節精度高、無觸點、低噪聲、不易污損、抗振動、抗干擾、體積小、壽命長等顯著優點,可在許多領域取代機械電位器。
數字電位器WDH22也稱為非接觸式電位器,是一種用數字傳感器檢測轉軸的角度變化,并將這個角度變化用多種信號類型反饋輸出的器件。
數字電位器WDH22與機械式電位器FCP22E相比,具有可程控改變有效電氣角度及輸出范圍、耐震動、噪聲小、壽命長等優點,因而,已在自動檢測與控制、智能儀器儀表、船舶設備、風力發電等許多重要領域得到成功應用。
數字電位器取消了電阻基片和電刷,是一個半導體集成電路。其優點為:調節精度高;沒有噪聲,有極長的工作壽命;無機械磨損;用于自動控制系統可以實現對角度位置的測量,也可以利用輸出反饋信號與角度變化成線性比例的特性,通過驅動轉軸實現輸出調節功能。
數字電位器一般由角度傳感器電路、數據處理電路、信號轉換電路組成。角度傳感器電路是數字電位器的重要組成部分,它將角度變化量采集轉換成隨角度變化的模擬信號。數據處理電路是一種特殊的模/數轉換電路,轉換后的數字量代表0~360°的角度值。信號轉換電路根據需要將角度值轉換成模擬量(電壓/電流)信號或串行數字信號輸出。
數字電位器一般帶有總線接口,可通過單片機或邏輯電路進行編程。它適合構成各種可編程模擬器件,如可編程增益放大器、可編程濾波器、可編程線性穩壓電源及音調/音量控制電路,真正實現了“把模擬器件放到總線上”(即單片機通過總線控制系統的模擬功能塊)這一全新設計理念。
由于數字電位器可代替機械式電位器,所以二者在原理上有相似之處。數字電位器屬于集成化的三端可變電阻器件其等效電路。當數字電位器用作分壓器時,其、低端、滑動端分別用VH、VL、VW表示;而用作可調電阻器時,分別用RH、RL和RW表示。
數字電位器的數字控制部分包括加減計數器、譯碼電路、保存與恢復控制電路和不揮發存儲器等4個數字電路模塊。利用串入、并出的加/減計數器在輸入脈沖和控制信號的控制下可實現加/減計數,計數器把累計的數據直接提供給譯碼電路控制開關陣列,同時也將數據傳送給內部存儲器保存。當外部計數脈沖信號停止或片選信號無效后,譯碼電路的輸出端只有一個有效,于是只選擇一個MOS管導通。
數字控制部分的存儲器是一種掉電不揮發存儲器,當電路掉電后再次上電時,數字電位器中仍保存著原有的控制數據,其中間抽頭到兩端點之間的電阻值仍是上一次的調整結果。因此,數字電位器與機械式電位器的使用效果基本相同。但是由于開關的工作采用“先連接后斷開”的方式,所以在輸入計數有效期間,數字電位器的電阻值與期望值可能會有一定的差別,只有在調整結束后才能達到期望值。
◆采用傳感器原理生產,具有良好的線性、精度和溫度穩定性。
◆采用軟件實現功能,可以根據使用要求變化進行定制。
◆工作方式為非接觸,避免傳統電位器的磨損,壽命長,可靠性高。
◆由于取消了傳統電位器中的電刷基片,有效行程達到360°,實現無盲區測量。
◆輸出信號類型多(0-5V/0-10V/4-20mA/串行數字信號輸出),方便信號采集處理。
◆可以通過軟件實現有效行程和輸出信號的變化,滿足各種特殊要求。
◆應用范圍廣,使用靈活。
有兩個重要區別:
1)調整過程中,數字電位器的電阻值不是連續變化的,而是在調整結束后才具有所希望的輸出。這是因為數字電位器采用MOS管作為開關電路,并且采用“先開后關”的控制方法。
2)數字電位器無法實現電阻的連續調整,而只能按數字電位器中電阻網絡上的小電阻值進行調整。
數字電位器正在國內外迅速推廣,并大量應用于檢測儀器、PC、手機、家用電器、現代辦公設備、工業控制、醫療設備等領域。例如:電冰箱、程控機、電源、功率表、自動檢測設備、光纖網絡、調節LCD顯示屏、電壓控制、取代機械式電位器、匹配線性阻抗、調節VCOM 設置。
數字電位器是一種頗具發展前景的新型電子器件,在許多領域可取代傳統的機械電位器。其優點為:調節精度高;無噪聲,工作壽命極長;無機械磨損;數據可讀寫;具有配置寄存器及數據寄存器;多電平量存儲功能。它廣泛應用于儀器儀表、計算機及通信設備、家用電器、醫療保健產品、工業控制等領域。任何需要用電阻來進行參數調整和控制的場合,都可使用數字電位器構成可編程模擬電路。但是在實際使用中應特別注意數字電位器的電阻調整誤差,由于不同應用場合時的誤差影響因素有所不同。因此在實際應用時,好利用A/D轉換電路對其進行測量,并采用單片機對其補償。
典型應用
調節LCD顯示屏
電壓控制
取代機械式電位器
匹配線性阻抗
調節VCOM 設置 典型應用
調節LCD顯示屏
電壓控制
取代機械
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