digiPOT規(guī)格與架構(gòu)的解析

數(shù)字電位計(jì)(digiPOT)通常用于方便的調(diào)整傳感器的交流或直流電壓或電流輸出、電源供電、或其他需要某種類型校準(zhǔn)的器件，比如定時(shí)、頻率、對(duì)比度、亮度、增益，以及失調(diào)調(diào)整。數(shù)字設(shè)置幾乎可以避免機(jī)械電位計(jì)相關(guān)的所有問題，比如物理尺寸、機(jī)械磨損、游標(biāo)調(diào)定、電阻漂移，以及對(duì)振動(dòng)、溫度和濕度敏感等問題，還可以消除因使用螺絲刀導(dǎo)致的布局不靈活問題。

　　digiPOT有兩種使用模式，即電位計(jì)模式或可變電阻器模式。圖1所示為電位計(jì)模式，此時(shí)有3個(gè)端子，信號(hào)通過A端和B端連接，W端(類似游標(biāo))則提供衰減的輸出電壓。當(dāng)數(shù)字比率控制輸入為全零時(shí)，游標(biāo)通常與B端連接。

　　圖1.電位計(jì)模式

　　游標(biāo)硬連線至任一端時(shí)，電位計(jì)就變成了簡單的可變電阻器, 如圖2所示?？勺冸娮杵髂Ｊ綍r(shí)需要的外部引腳更少，因此尺寸更小。部分digiPOT只有可變電阻器模式。

　　圖2.可變電阻器模式

　　digiPOT電阻端的電流或電壓極性沒有限制，但是交流信號(hào)的幅度不能超過電源供電軌(VDD 和 VSS)器件在可變電阻器模式，尤其是低電阻設(shè)置狀態(tài)下工作時(shí)，最大電流或電流密度, 應(yīng)加以限制.

　　典型應(yīng)用

　　信號(hào)衰減是電位計(jì)模式的固有特性，因?yàn)樵撈骷举|(zhì)上屬于分壓器。輸出信號(hào)定義為: VOUT = VIN × (RDAC/RPOT), 其中 RPOT是digiPOT的標(biāo)稱端對(duì)端電阻， RDAC 是通過數(shù)字方式選擇的W端和輸入信號(hào)參考引腳之間的電阻，參考引腳通常為B端，如圖3所示.

　　圖3.信號(hào)衰減器

　　信號(hào)放大需要有源器件，通常是反相或同相放大器。通過適當(dāng)?shù)脑鲆婀?，電位?jì)模式或可變電阻器模式均可使用

　　圖4顯示的是同相放大器，此時(shí)digiPOT相當(dāng)于電位計(jì)，可通過反饋調(diào)整增益。由于部分輸出會(huì)反饋, RAW/(RWB + RAW),應(yīng)等于輸入，理想增益為：

　　圖4.電位計(jì)模式中的同相放大器

　　該電路的增益與RAW, 成反比RAW接近零時(shí)會(huì)迅速上升，顯示出雙曲線傳遞函數(shù)特性。為了限制最大增益，可插入一個(gè)電阻與RAW(位于增益公式的分母內(nèi))串聯(lián)

　　如果需要線性增益關(guān)系，可以采用可變電阻器模式以及固定外部電阻，如圖5所示，增益現(xiàn)定義如下：

　　圖5.可變電阻器模式中的同相放大器

　　將低電容端(最新器件中為W引腳)連接至運(yùn)算放大器輸入可獲得最佳性能.

　　digiPOT用于信號(hào)放大的優(yōu)勢(shì)

　　圖4和圖5所示的電路具有高輸入阻抗和低輸出阻抗，可工作于單極性和雙極性信號(hào)。digiPOT可用于游標(biāo)操作，采用固定外部電阻在更小的范圍內(nèi)提供更高的分辨率，還可用于運(yùn)算放大器電路，信號(hào)有無反轉(zhuǎn)均可。此外，digiPOT的溫度系數(shù)較低，電位計(jì)模式時(shí)通常為5 ppm/°C，可變電阻器模式時(shí)則為35 ppm/°C。