通過更改電容或選擇不同端到端電阻的數(shù)字電位器,該電路的截止頻率可設(shè)置為500kHz。
用于計(jì)算RPOT的數(shù)字電阻模型如圖2所示,對于指定位置,相應(yīng)的開關(guān)將閉合而其他位置的開關(guān)則開路。電位器每遞增一個單元位置,電阻將相應(yīng)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(lián)組合,則引起非線性。通過下式計(jì)算RPOT:
其中:RLSB是端到端電阻除以抽頭數(shù);RW是滑動端、電阻;n是電位器的編程位置;a是數(shù)字電位器的總抽頭數(shù)。
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(guān)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(shù)都會對濾波特性產(chǎn)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(shí)際截止頻率可以在其最小值和最大值之間調(diào)節(jié),選擇適當(dāng)?shù)碾娙葜导纯蓪⒔刂诡l率設(shè)置在可調(diào)范圍內(nèi)所要求的頻點(diǎn)。
應(yīng)用三:數(shù)字電位器在氣體檢測電路的應(yīng)用
本電路使用雙變阻數(shù)字電位器MCP42X2,其最大阻值可達(dá)100K歐。電路如下圖
電路采用16位高精度AD轉(zhuǎn)換芯片,AD值從0到65535。理論上,氣體零點(diǎn)標(biāo)定的時AD值為0,達(dá)到100%量程時AD值為65535;實(shí)際上,零點(diǎn)標(biāo)定時AD值不一定能調(diào)整到0,這樣就需要結(jié)合軟件調(diào)零,既通過記錄下零點(diǎn)標(biāo)定時的AD值,在計(jì)算濃度值的時候?qū)?dāng)前濃度AD值減去零點(diǎn)AD值就可以了。所以,零點(diǎn)標(biāo)定時只需調(diào)整數(shù)字電位器將AD值調(diào)制一個較低范圍就可以了。而量程標(biāo)定時,不一定在100%量程濃度的氣體下進(jìn)行,只需在軟件中計(jì)算當(dāng)前實(shí)際標(biāo)定濃度對應(yīng)的AD值,并調(diào)整數(shù)字點(diǎn)位器使放大倍數(shù)滿足AD采樣到的AD值接近該AD值既可。
零點(diǎn)標(biāo)定:0 《 AD0 《 0XFFFF*1%
量程標(biāo)定:(當(dāng)前濃度/量程)*0XFFFF *80% 《 AD1 《 (當(dāng)前濃度/量程)*0XFFFF
應(yīng)用四:數(shù)字電位器在音頻電路中的應(yīng)用
數(shù)字電位器可以提供對數(shù)和線性變化函數(shù),對數(shù)變化的數(shù)字電位器常用于Hi-Fi音頻設(shè)備中的音量調(diào)節(jié),可為具有非線性響應(yīng)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(shù)字電位器可以在單芯片內(nèi)提供六個獨(dú)立的電位器,并支持多聲道音頻設(shè)備,如立體聲、環(huán)繞杜比系統(tǒng)等。對于音頻設(shè)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(yùn)的是,新一代數(shù)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(jìn)行相同的直流偏置。這一點(diǎn)對于數(shù)字電位器非常關(guān)鍵,因?yàn)檫^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(shù)字電位器的非連續(xù)切換所造成的噼啪聲和砰然聲。圖1(b)是在圖1(a)基礎(chǔ)上構(gòu)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。