數字電位器簡介
數字電位器也稱為數控電位器，是一種用數字信號控制其阻值改變的器件（集成電路）。數字電位器與機械式電位器相比，具有可程控改變阻值、耐震動、噪聲小、壽命長、抗環境污染等重要優點，因而，已在自動檢測與控制、智能儀器儀表、消費類電子產品等許多重要領域得到成功應用。但是，數字電位器額定阻值誤差大、溫度系數大、通頻帶較窄、滑動端允許電流?。ㄒ话?～3mA）等，這在很大程度上限制了它的應用。
數字電位器產品特性
1、采用傳感器原理生產，具有良好的線性、精度和溫度穩定性。
2、采用軟件實現功能，可以根據使用要求變化進行定制。
3、工作方式為非接觸，避免傳統電位器的磨損，壽命長，可靠性高。
4、由于取消了傳統電位器中的電刷基片，有效行程達到360°，實現無盲區測量。
5、輸出信號類型多（0-5V/0-10V/4-20mA/串行數字信號輸出），方便信號采集處理。
6、可以通過軟件實現有效行程和輸出信號的變化，滿足各種特殊要求。
7、應用范圍廣，使用靈活。
數字電位器原理介紹
字電位器一般帶有總線接口，可通過單片機或邏輯電路進行編程。它適合構成各種可編程模擬器件，如可編程增益放大器、可編程濾波器、可編程線性穩壓電源及音調/音量控制電路，真正實現了“把模擬器件放到總線上”（即單片機通過總線控制系統的模擬功能塊）這一全新設計理念。
由于數字電位器可代替機械式電位器，所以二者在原理上有相似之處。數字電位器屬于集成化的三端可變電阻器件其等效電路。當數字電位器用作分壓器時，其高端、低端、滑動端分別用VH、VL、VW表示；而用作可調電阻器時，分別用RH、RL和RW表示。
數字電位器的數字控制部分包括加減計數器、譯碼電路、保存與恢復控制電路和不揮發存儲器等4個數字電路模塊。利用串入、并出的加/減計數器在輸入脈沖和控制信號的控制下可實現加/減計數，計數器把累計的數據直接提供給譯碼電路控制開關陣列，同時也將數據傳送給內部存儲器保存。當外部計數脈沖信號停止或片選信號無效后，譯碼電路的輸出端只有一個有效，于是只選擇一個MOS管導通。
數字控制部分的存儲器是一種掉電不揮發存儲器，當電路掉電后再次上電時，數字電位器中仍保存著原有的控制數據，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。因此，數字電位器與機械式電位器的使用效果基本相同。但是由于開關的工作采用“先連接后斷開”的方式，所以在輸入計數有效期間，數字電位器的電阻值與期望值可能會有一定的差別，只有在調整結束后才能達到期望值。
數字電位器的優點
優點一、數字電位器的使用壽命長，一般以百萬次為單位。
優點二、數字電位器能配置成2端可變電阻，可將電位器中心抽頭與高端或低端相連，能將H端接最高電壓或最低電壓端。
數字電位器的缺點
缺點一、數字電位器受CMOS工藝的限制。
缺點二、不能直接接負電源。
缺點三、溫度系數太大。
缺點四、額定阻值差大。
缺點五、通頻帶較窄。
數字電位器和數模轉換器的區別
1、引言
利用數字輸入控制微調模擬輸出有兩種選擇：數字電位器和數/模轉換器（DAC），兩者均采用數字輸入控制模擬輸出。通過數字電位器可以調整模擬電壓;通過DAC既可以調整電流，也可以調整電壓。電位器有三個模擬連接端：高端、抽頭端（或模擬輸出）和低端（見圖1a）。DAC具有隊應的三個端點：高端對應于正基準電壓，抽頭端對應于DAC輸出，低端則可能對應于接地端或負基準電壓端（見圖1b）。
DAC和數字電位器存在一些明顯區別，最明顯的差異是DAC通常包括一個輸出放大器/緩沖器，而數字電位器卻沒有。大部分數字電位器需要借助外部緩沖器驅動低阻負載。有些應用中，用戶可以輕易地在DAC和數字電位器之間做出選擇;而有些應用中兩者都能滿足需求。本文對DAC和數字電位器進行了比較，便于用戶做出最恰當的選擇。
2、數/模轉換器
DAC通常采用電阻串結構或R-2R階梯架構，使用電阻串時，DAC輸入控制著一組開關，這些開關通過匹配的一系列電阻對基準電壓分壓。對于R-2R階梯架構，通過切換每個電阻對正基準電壓進行分壓，從而產生受控電流。該電流送入輸出放大器，電壓輸出DAC將此電流轉換成電壓輸出，電流輸出DAC則將R-2R階梯電流通過放大器緩沖后輸出。如果選擇DAC，還要考慮具體指標，如串口/并口、分辨率、輸入通道數、電流/電壓輸出、成本等。對于注重速度的系統，可以選用并行接口;如果注重成本和尺寸，則可選用3線或2線串口，這種器件引腳數較少，可顯著降低成本，而且，有些3線接口能達到26MHz的通信速率，2線接口能夠達到3.4MHz的速率。DAC的另一個指標是分辨率，16位或18位DAC可以提供微伏級控制。例如，一個18位、2.5V基準的DAC，每個LSB對應于9.54μV，高分辨率對于工業控制（如機器人、發動機）產品極為重要。目前，數字電位器能夠提供的最高分辨率是10位或1024抽頭。數/模轉換器的另一個優勢是能夠在單芯片內集成多路轉換器，例如，MAX5733內置32路DAC，每路都能提供16位的分辨率。當前的數字電位器最多只能提供6個通道，如DS3930。
DAC能夠源出或吸入電流，為設計者提供更大的靈活性。例如，MAX555010位DAC通過內部放大器、P溝道MOSFET和上拉電阻能夠提供高達30mA的輸出驅動。而MAX554710位DAC結合放大器、N溝道MOSFET和下拉電阻可以提供3.6mA的吸電流。除電流輸出外，一些DAC還可以與外部放大器連接提供額外的輸出控制。因為數/模轉換器通常內置放大器，成本要高于數字電位器。但隨著新型DAC尺寸的縮小，成本差異也越來越小。
3、數字電位器
前面已談到數字電位器可以通過數字輸入控制電阻。圖1a中的3端數字電位器實際上是一個固定端到端電阻的可調電阻分壓器。通過將電位器中心抽頭與高端或低端相連，或使高端或低端浮空，數字電位器能配置成2端可變電阻。與數/模轉換器不同，數字電位器能將H端接最高電壓或最低電壓端。選用數字電位器時，用戶也需考慮具體的指標：線性或對數調節、抽頭數、抽頭級數、非易失存儲器、成本等?？刂平涌谟羞f增/遞減、按鈕、SPI和I2C。
與數/模轉換器一樣，數字電位器通過串口通信，包括I2C和SPI。此外，數字電位器還提供了2線的遞增、遞減接口控制。通常，DAC與數字電位器的顯著區別在于數/模轉換器內部帶有輸出放大器。通過該輸出放大器可以驅動低阻負載。
4、DAC/電位器的選擇
很多應用場合，用戶可以輕易地在DAC和電位器之間做出選擇。要求高分辨率的電機控制、傳感器或機器人系統，需要選用DAC。另外，高速應用中，例如基站、儀表等對速度、分辨率要求較高，甚至需要并行接口的DAC。電位器的線性特性便于實現放大器反饋網絡。相對于數/模轉換器，對數電位器更適合音量調節。
但在當前的許多應用中，DAC與數字電位器之間選擇的界限比較模糊，圖2中的DAC和數字電位器都可用于控制MAXl553LED驅動器。MAXll53亮度（BRT）輸入的直流電壓和檢流電阻決定了LED的電流。
