１ 用数字电位器代替机械电位器 数字电位器的写作次数很容易达到50机械电位器的调节次数一般只有几千次，甚至几百次。目前市场上提供的数字电位器分辨率在32级(5位)到256级(8位)以上。低分辨率、低成本的数字电位器可用于LCD显示器对比度调节或其他动态范围要求较低的应用。高分辨率数字电位器广泛应用于音频和Hi-Fi设备，动态范围高达90dB。数字电位器有两种类型：易失和非易失。非易失数字电位器与机械电位器非常相似。它们可以保持电阻值设置，无论是否上电，特别是MAX5427/MAX5428/MAX5429数字电位器。具有独特的编程特性。每个设备都有一个一次性编程（OTP）存储器，可以在上电复位（POR）时将抽头位置设置在用户定义的值，抽头位置保持可调，但上电时总是返回到设定位置。此外，OTP功能还可以关闭接口，使抽头位置始终保持在预期位置。此外，OTP功能还可以关闭接口，使抽头位置始终保持在预期位置。这样，设备就像一个固定电阻的分压器，而不是一个电位器。 大多数数字电位器可以通过传统的I2C或SPI接口进行编程，有些设备可以通过上下脉冲计数进行调节。使用数字电位器有许多优点。首先，这些电位器对灰尘、污垢和潮湿的环境不敏感，这些因素对机械电位器是致命的。数字电位器几乎可以在任何电子系统中取代旧的机械电位器，而不仅仅是音频产品。图1列出了数字电位器的几个典型应用。
2数字电位器在音频设备中的应用 与机械电位器相比，数字电位器的另一个优点是可以直接安装在电路板的信号通道上，而不需要复杂昂贵的机电集成方案。数字电位器可提高电子噪声抑制能力，机械电位器连接无干扰信号。传统的数字电位器只是简单地直接取代机械式电位器，它们具有相同的使用方法，因而无需做过多的说明。但对于特殊用途的设备(如低成本立体声音量控制)，使用时可能会出现一些特殊问题。 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人工音频设备中的音量调节，可以为具有非线性响应特性的人耳建立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中提供六个独立的电位器，并支持立体声、环绕杜比系统等多声道音频设备。对于音频设备，需要注意各级抽头位置的瞬态过程。如果抽头位置没有准确切换到0V，音频信号会有噼啪声和砰砰声。幸运的是，新一代数字电位器中包含的过零检测功能（如DS1802）可以确保在检测到过零（0V）或50ms延迟时改变抽头位置，从而降低抽头位置瞬时的音频噪声。 新一代DS1802音频电位器包括两个数控电位器，对数抽头，每级变化1dB。最大衰减为63dB。此外，它还具有静音功能，可以衰减90dB的信号。DS1802有四个键输入，可用于音量/平衡控制。为了获得纯音频信号，合理实现音量的无缝调节，从而获得纯音频信号。图2提供了一个前置放大器方案，可以通过按钮控制两个三维声道。当使用DS1802构成音量控制电路时，需要将交流信号偏置在直流电源范围内。否则，DS1802将脱落低于GND和VCC的音频信号钳，DS1802可使用3V或5V电源。由于音频信号通常是对称的，最好将直流偏置设置在VCC/2，以获得最大的音频信号摆幅。图2(a)是惠斯通桥电路，可用于将输入信号偏置在VCC/2。该电路允许交流信号通过电阻位置的电阻(电位器)对电阻两端进行相同的直流偏置。这对数字电位器至关重要，因为过零检测器在电位器两端电压为零时切换电位器，可以消除数字电位器非连续切换引起的噼啪声和砰砰声。图2(b)是基于图(a)构建的电路，输入阻抗为13.7kΩ，桥梁电路和输入电容的信号衰减为1.2dB(20Hz)。另外，还需要靠近DS1802和MAX4167的VCC引脚加旁路电容。
3 基于电位器的电压电阻转换电路 在工业控制和偏置调节电路中，有时需要将电压信号转换为电阻，这一过程在具体实施是困难的。图3提供了一个简单的转换方案，使用两个数字电位器。图中，数字电位器U1和操作放大器U3构成数字采样保持电路，U1通过调整其内部压比来保证VWIPER VIN跟踪，使滑动端电阻与VIN成正比。由于U1和U2的数字输入连接在一起，U2的滑动端位置与U1相同，对应端的电阻相同。这样，就可以获得与VIN成正比的电阻，从而实现电压到电阻的转换。 由于U1和U2是完全相同的数字电位器，其数字输入连接在一起，其滑动端位置也相同。LOCK为低电平，输出电阻随VIN而变化；LOCK为高电平，电阻值保持不变。LOCK也可以一直接地，即使VIN保持恒定，输出电阻也会在两个相邻状态之间连续翻转。如果电位器端电阻为10kΩ，当滑动输出端电阻设置在5k时，抽头数为32Ω输出电阻将随时钟在5kΩ和５．３１２５ｋΩ之间跳变。必要时，可在滑动输出端连接一个电容器来过滤跳变效应。该电路允许的时钟频率范围为100Hz~10kHz。输出电阻不会实时跟随VIN的变化，但最终值可以在几个时钟周期后达到。时钟数取决于滑动端的初始位置和输入电压，最大值为32。如果需要更高的分辨率，可以用6位或8位数字电位器代替电路中的5位芯片。请注意，MAX5160上电时，将滑动端设置在中心，使两个数字电位器同步工作，并保持相同的电阻。在选择数字电位器时，通常需要了解电位器的初始上电状态。
４ 结论 与机械电位器相比，数字电位器除了可靠性外，还占用了较小的空间。此外，寄生参数减少，抗干扰能力强。为了减轻设计师和最终用户的负担，数字电位器几乎可以在所有应用程序中更换机械电位器。但是，在使用数字电位器时，应注意其温度系数（TC）指标，对于大多数数字电位器，必须给出两个不同的TC指标：一个是端到端TC，表示电阻随温度的绝对变化，另一个TC参数指的是比例TC。数字电位器通常用作分压器，对绝对电阻值要求不严格，尤其是比例应用。5ppm的数字电位器可以在整个温度范围内提供非常稳定的增益配置。可编程增益放大器(PGA)和仪表放大器(IA)的数字电位器通常需要更高的精度，比例系数的容差(精度)一般为-40℃～＋８５℃优于0.025%。
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