通過更改電容或選擇不同端到端電阻的數字電位器,該電路的截止頻率可設置為500kHz。
用于計算RPOT的數字電阻模型如圖2所示,對于指定位置,相應的開關將閉合而其他位置的開關則開路。電位器每遞增一個單元位置,電阻將相應增加LSB(對DS3903,10kΩ/128=78Ω),最高抽頭位置除外,最高抽頭位置為電位器電阻的并聯組合,則引起非線性。通過下式計算RPOT:
其中:RLSB是端到端電阻除以抽頭數;RW是滑動端、電阻;n是電位器的編程位置;a是數字電位器的總抽頭數。
圖3所示給出了DS390310kΩ電位器的RPOT電阻值和抽頭位置之間的關系圖,假定端到端電阻為10kΩ,滑動端電阻最小值是500Ω。這兩個參數都會對濾波特性產生顯著影響,但主要影響的是截止頻率的最小值和最大值,實際截止頻率可以在其最小值和最大值之間調節,選擇適當的電容值即可將截止頻率設置在可調范圍內所要求的頻點。
應用三:數字電位器在氣體檢測電路的應用
本電路使用雙變阻數字電位器MCP42X2,其最大阻值可達100K歐。電路如下圖
電路采用16位高精度AD轉換芯片,AD值從0到65535。理論上,氣體零點標定的時AD值為0,達到100%量程時AD值為65535;實際上,零點標定時AD值不一定能調整到0,這樣就需要結合軟件調零,既通過記錄下零點標定時的AD值,在計算濃度值的時候將當前濃度AD值減去零點AD值就可以了。所以,零點標定時只需調整數字電位器將AD值調制一個較低范圍就可以了。而量程標定時,不一定在100%量程濃度的氣體下進行,只需在軟件中計算當前實際標定濃度對應的AD值,并調整數字點位器使放大倍數滿足AD采樣到的AD值接近該AD值既可。
零點標定:0 《 AD0 《 0XFFFF*1%
量程標定:(當前濃度/量程)*0XFFFF *80% 《 AD1 《 (當前濃度/量程)*0XFFFF
應用四:數字電位器在音頻電路中的應用
數字電位器可以提供對數和線性變化函數,對數變化的數字電位器常用于Hi-Fi音頻設備中的音量調節,可為具有非線性響應特性的人耳建立一個線性變化的音量控制。目前,高度集成的數字電位器可以在單芯片內提供六個獨立的電位器,并支持多聲道音頻設備,如立體聲、環繞杜比系統等。對于音頻設備,需要注意每一級抽頭位置的瞬變過程,如果抽頭位置沒有精確地切換到0V,音頻信號會帶有噼啪聲和砰然聲。幸運的是,新一代數字電位器包含的過零檢測功能(如DS1802)可確保在檢測到過零(OV)或50ms延遲時改變抽頭位置,從而可降低抽頭位置瞬變時的音頻噪聲。
圖1是一個惠斯通橋電路,可用來將輸入信號偏置在VCC/2。該電路允許交流信號通過位于中間位置的電阻(電位器),來對電阻兩端進行相同的直流偏置。這一點對于數字電位器非常關鍵,因為過零檢測器是在電位器兩端電壓為零時切換電位器的位置,因而,可以消除由于數字電位器的非連續切換所造成的噼啪聲和砰然聲。圖1(b)是在圖1(a)基礎上構建的電路,該電路的輸入阻抗為137kQ,橋電路和輸入電容造成的信號衰減為12dB(20Hz)。此外,還需要在靠近DS1802和MAX4167的VCC號|腳加旁路電容。