使用數字電位器消除電壓的變化

概述

　　機械式電位器和數字電位器都存在不確定的端到端公差，Maxim的數字電位器端到端阻值誤差典型值為20%至30%.數字電位器與其它電阻串聯構成分壓網絡時，這個阻值的偏差可能引發一些問題，造成電壓的變化量超出容許的誤差范圍。

　　討論了在使用數字電位器與其它電阻串聯構成分壓網絡時，如何消除電壓的變化。討論了一種比例電路設計方法，把電阻偏差轉換成可接受的電流變化量，可有效消除電壓的變化。在此處給出的電路中，電壓輸出取決于電位器的比值，設計中也可以很好地控制溫度系數。

　　比例電路設計

　　該設計所面臨的直接問題是：3%的誤差可能導致電壓在3V至4.5V之間變化。利用圖1所示框圖，可進行基本計算。數字電位器是50kΩ (25%容差)，R1為16.5K (1%)，R2為100K (1%)。電位器端到端電阻25%的容差是設計中的最大誤差源。

　　圖1. 基本框圖

　　現在考慮用不同的抽頭電阻進行相同計算，如果電位器是37.5kΩ，頂端電壓為4.46V,低端為3.25V;如果電位器為62.5kΩ，則頂端電壓為4.54V,低端電壓為2.79V.此電路中，由于電位器端到端阻值偏差較大，不能采用這種基本架構解決電壓變化問題。

　　圖2電路只是利用電位器的電阻比進行分壓。

　　圖2. 用兩個電壓基準替代設計

　　電路中引入兩個電壓基準，使誤差和溫度系數得到控制，數字電位器的端到端絕對偏差會改變回路電流，但不影響電壓。輸出電壓按比例變化，只取決于電位器抽頭位置的電阻比。

　　兩個基準都通過反饋控制輸出電壓，R2 (25K至50K)確定兩個基準的源出電流。MAXIM數字電位器的數據手冊中都會討論旁路電容，可根據布板情況增加電容。