數字電位器簡介

　　數字電位器是采用CMOS工藝制成的數模混合信號處理集成電路，也稱數控可編程電阻器。采用是數控方式調節電阻值大小，多用多晶硅或薄膜電阻材料，從而有使用靈活、調節精度高、無觸點、低噪聲等特點。同時有體積小、節省印制板空間，易于安裝，不易污損、抗振動、抗干擾、壽命長、不易受環境溫度影響等優點。基于上述內容，數字電位器已被廣泛用于醫療保健設備、儀器儀表、通信設備、工業控制、家用電器、數碼產品等各領域。數字電位器是一種有發展前景的新型器件。與機械電位器相比，具有許多優點，在許多領域可取代機械電位器。任何用電阻進行參數調整、校準或控制的領域，都可用數字電位器構成可編程模擬電路進而進行調整。

　　數字電位器優點

　　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精確測量，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。

　　數字電位器主要區別

　　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最小電阻值進行調整。

　　數字電位器的控制與調試

　　一、實驗目的

　　根據時序圖和真值表設計按鈕控制數字電位器控制電路：

　　1．基本要求：按住控制鍵，數字電位器阻值連續變化。

　　2．擴展要求：可使用Protues等軟件進行仿真設計。

　　3．擴展電路要求：按住控制鍵，數字電位器阻值連續變化且變化速度遞增/遞減。

　　二、實驗儀器

　　1.帶有異步置位、復位端的JK觸發器，NE555，74LS04非門。

　　2.X9C104數字電位器。

　　3.電阻，單刀單擲開關和雙刀雙擲開關，導線。

　　三、實驗原理

　　1．電位器原理：

　　數字電位器屬集成化三端可變電阻器件，等效電路如圖1所示。當數字電位器作分壓器使用時，其高、低、滑動端電壓分別用UH、UL、UW表示；作可調電阻器使用時，其高、低、滑動端電阻分別用RH、RL、RW表示。

　　將n個阻值相同或不同電阻串聯在UH、UL端之間，每個電阻兩端分別經過一個由CMOS管而構成模擬開關連在一起，作為數字電位器抽頭，在數字信號控制下每次只能有一個模擬開關閉合，從而將串聯電阻的一個節點連接到滑動端。亦即，當外部計數脈沖信號停止或片選信號無效后，譯碼電路輸出端只有一個有效，故只選擇一個MOS管導通。數字電位器的內部簡化電路，如圖2所示。

　　數字控制部分的存儲器是一種斷電非易失性存儲器，電路再次上電時，數字電位器中仍保存著原有控制數據，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。數控電位器的原理示意圖如圖3所示。假定數控電位器為16抽頭，步進量為660Ω，滑動端每移動一步，輸出電阻值就增加660Ω?？紤]到滑動端無論處于哪一位置，都接著一只模擬開關，該模擬開關的電阻值就是滑動端電阻，也是數控電位器的起始電阻。現假定滑動端電阻為100Ω，當滑動端移動15步時就到達RH端與RL端之間的輸出電阻應為100Ω+660Ω×15=10Ω。

　　2．電路控制原理

　　電位器CS端在器件工作期間保持為低電平。INC為脈沖信號，U/D端為電位器阻值或電壓的調節端。在CS端與INC端正常工作的狀態下，當U/D端為高電平的時候，電位器的阻值或電壓逐漸變大，當U/D端處于低電平時，則相反。當CS端和INC端同時為高時將當前的寄存器數據鎖存入存儲器，達到重新上電后數字電位器阻值不變的目的。數控電位器控制時序圖如下：