x9511W数字电位器内含5位升降计数器,5位EEPROM存储器和存储及调用控制电路。
/PU为计数器输入端,上拉成高电平,当加上一个40毫秒的低电平时,计数器执行加计数,滑动输出端向上移动,Vl与Vw之间的电阻增大,Vh与Vw之间电阻变小,/PD为减计数器输入端,上拉成高电平,当加上一个40毫秒的低电平时,计数器执行减计数,滑动输出端向下移动,Vl与Vw之间的电阻减小,Vh与Vw之间电阻增大,VH、VL分别为高电压端和低电压端,等效于机械电位器的两个固定端,VCC、VSS分别为电源和地,VCC典型值为 5V,/ASE为自动存储方式或通过按键接地实现手动存储,VW为滑动端,相当于机械电位器的可移动端。
低电压脉冲加在/PU或/PD后,相当于对计数器进行加/减操作,计数器的输出被译码而接通一个单节点电子开关,使得电阻阵列的一个点接到滑动输出端,达到数字式调节电位器的目的,滑动端移动时不会超出终端位置,即当计数器达到终端时不会循环回变。
二、数字电位器的分类数字电位器的分类见下图
按变化函数分类
可分为线性和非线性两类,由于人耳对音量感受成对数性,所以长将对数变化的数字电位器用于高保真音频设备的音量调节。
按存储器特性分类
数字电位器可分为易失性和非易失性两类,所谓非易失性是指掉电后能保持滑动端位置,并在下次上电时恢复此前所保持的位置,有这种保持功能的数字电位器称为非易失性数字电位器,无保持功能的为易失型数字电位器。
按分辨率分类
可分为高分辨率何地分辨率两类
按接口方式分类
可分为I2C接口,单线接口,二线加/减式接口,二线并行接口、SPI总线接口,Microwire总线接口等。
三、数字电位器的特点1、由于数字电位器没有机械触点和活动部件,没有机械电位器中存在的磨损和噪声,使用寿命可达50~100年
2、机械电位器用转轴进行调节,调节次数一般为几百次到几千次,而数字电位器的调节次数(读写次数)可达20万次以上。
3、数字电位器的分辨率高,通常为32级到256级,也可做到1024级,但数字电位器的调节是阶梯式的,数字电位器阻值的变化越小,需要的级数就越多,造成电路复杂、成本增加,而机械式电位器的阻值调节是连续的
4、数字电位器对环境的要求不像机械式电位器那样苛刻,对潮湿和灰尘不敏感
5、数字电位器的数据传输有多种接口方式,而机械式电位器无法实现这一功能。
四、数字电位器应用举例
1、由数字电位器构成的可编程线性稳压器
下图是由DS1809构成的可编程线性稳压器的原理图。该稳压器主要有DS1809和低压差稳压器LP2950-5.0组成,DS1809属于按键式64抽头非易失性数字电位器,LP2950-5.0输出电压为5V,额定输出电流为100毫安,特别适合采用电池供电的系统,如手机,无线控制系统及笔记本电脑。LP2950-5.0具有低静态电流、低压差等特性,在轻载时的压差仅为50毫伏,输出100毫安电流时的压差也只有380毫伏。
2、DS1802构成的音量控制器
下图是DS1802构成的音量控制电路的原理图,电路采用惠斯通电桥连接方式,DS1802数字电位器包含的过零检测功能,可确保在检测到0V或50毫秒延迟时改变抽头位置,从而降低抽头位置瞬时改变时的噪声。DS1802音频电位器包含了两个数控电位器,对数抽头,每级变化1dB,最大衰减量63dB,此外,它还带有静音功能,可将信号衰减90dB,DS1802有四个按键输入,可用于音量/平衡控制,合理利用其过零检测功能,能够实现音量的无缝调节,以得到纯净的信号。
3、电压-电阻转换电路
下图是电压-电阻转换电路,它是由两只MAX5160数字电位器共同来完成的。数字电位器U1和比较器U3构成数字式跟踪-保持电路,U1通过调节内部分压来保证VWIPER跟踪VIN,这样,滑动电阻将于VIN成正比,由于U1和U2的数字输入是连在一起的,因此U2的滑动端位置与U1相同,对应端之间的电阻也相同,从而得到与VIN成正比的电阻,实现了电压到电阻的转换。