通过更改电容或选择不同端到端电阻的数字电位器,该电路的截止频率可设置为500kHz。
用于计算RPOT的数字电阻模型如图2所示,对于指定位置,相应的开关将闭合而其他位置的开关则开路。电位器每递增一个单元位置,电阻将相应增加LSB(对DS3903,10kΩ/128=78Ω),最高抽头位置除外,最高抽头位置为电位器电阻的并联组合,则引起非线性。通过下式计算RPOT:
其中:RLSB是端到端电阻除以抽头数;RW是滑动端、电阻;n是电位器的编程位置;a是数字电位器的总抽头数。
图3所示给出了DS390310kΩ电位器的RPOT电阻值和抽头位置之间的关系图,假定端到端电阻为10kΩ,滑动端电阻最小值是500Ω。这两个参数都会对滤波特性产生显着影响,但主要影响的是截止频率的最小值和最大值,实际截止频率可以在其最小值和最大值之间调节,选择适当的电容值即可将截止频率设置在可调范围内所要求的频点。
应用三:数字电位器在气体检测电路的应用
本电路使用双变阻数字电位器MCP42X2,其最大阻值可达100K欧。电路如下图
电路采用16位高精度AD转换芯片,AD值从0到65535。理论上,气体零点标定的时AD值为0,达到100%量程时AD值为65535;实际上,零点标定时AD值不一定能调整到0,这样就需要结合软件调零,既通过记录下零点标定时的AD值,在计算浓度值的时候将当前浓度AD值减去零点AD值就可以了。所以,零点标定时只需调整数字电位器将AD值调制一个较低范围就可以了。而量程标定时,不一定在100%量程浓度的气体下进行,只需在软件中计算当前实际标定浓度对应的AD值,并调整数字点位器使放大倍数满足AD采样到的AD值接近该AD值既可。
零点标定:0 《 AD0 《 0XFFFF*1%
量程标定:(当前浓度/量程)*0XFFFF *80% 《 AD1 《 (当前浓度/量程)*0XFFFF
应用四:数字电位器在音频电路中的应用
数字电位器可以提供对数和线性变化函数,对数变化的数字电位器常用于Hi-Fi音频设备中的音量调节,可为具有非线性响应特性的人耳建立一个线性变化的音量控制。目前,高度集成的数字电位器可以在单芯片内提供六个独立的电位器,并支持多声道音频设备,如立体声、环绕杜比系统等。对于音频设备,需要注意每一级抽头位置的瞬变过程,如果抽头位置没有精确地切换到0V,音频信号会带有噼啪声和砰然声。幸运的是,新一代数字电位器包含的过零检测功能(如DS1802)可确保在检测到过零(OV)或50ms延迟时改变抽头位置,从而可降低抽头位置瞬变时的音频噪声。
图1是一个惠斯通桥电路,可用来将输入信号偏置在VCC/2。该电路允许交流信号通过位于中间位置的电阻(电位器),来对电阻两端进行相同的直流偏置。这一点对于数字电位器非常关键,因为过零检测器是在电位器两端电压为零时切换电位器的位置,因而,可以消除由于数字电位器的非连续切换所造成的噼啪声和砰然声。图1(b)是在图1(a)基础上构建的电路,该电路的输入阻抗为137kQ,桥电路和输入电容造成的信号衰减为12dB(20Hz)。此外,还需要在靠近DS1802和MAX4167的VCC号|脚加旁路电容。