如何用好電位器？

作者: TI 專家 Bruce Trump

翻譯: TI信號鏈工程師 David Zhao (趙大偉)

電位器可以起到位置傳感器的作用，同時可以對電路進行適當的調整。電位器最適宜被用作分壓器。電位器還可以充當可變電阻，然而這時會存在一些潛在的缺陷。你知道兩個功能間的區別嗎？

充當分壓器的時候，電位器的絕對阻值不會影響到輸出電壓。輸出電壓與輸入電壓間是成比例的。常用的電位器具有較差的電阻精度以及較差的溫度系數。然而只要電位器阻值均勻，無論電阻精度或者溫度系數如何，在30%的位置將會分得30%的電壓。假設滑片與高阻抗電路連接，滑片的接觸電阻不會影響到輸出電壓。滑片接觸電阻是滑片與電阻元件的接觸點上的電阻。

如圖2所示，當電位器充當可變電阻時，它的電阻精度以及溫度系數將會影響到電路。滑片接觸電阻會影響到電路的電阻，并且滑片接觸電阻阻值會隨著位置、溫度、振動以及時間的變動而變動。

有時可變電阻必不可少，可以通過工作在比例模式下的電位器來設計可變電阻。圖3所示的兩個電路有相似的功能。圖3a使用P1作為一個可變電阻，在U1的輸出電壓中產生了一個與電位器位置成線性關系的反相電壓。由于P1的阻值變化范圍很大，因此通過R3來實現增益調節。此外，輸出電壓與電位器位置間的線性和可重復性都會受到滑片接觸電阻的影響。

圖3b中引入了運算放大器U2，使得電位器工作在比例模式，從而可以消除圖3a中的缺陷。運算放大器U2提供了高的輸入阻抗從而減小了接觸電阻的影響。隨著電位器位置的變動，運算放大器U2的輸出電壓從0V到Vref之間精確變化。給運算放大器U3提供一個精確的電壓范圍，從而只需給R5、R6設定一個固定的阻值，而且不需要對電路進行增益調節。

為了使電位器工作在比例模式，你的電路是否需要額外的運算放大器或者是更高的復雜度？這是需要你做的一個比較棘手的決定。有時無法避免將電位器用作變阻器。但是通過了解危險因素和敏感性，你能夠選擇電位器來滿足所需的性能。并且你會知道在測試認證電路時特別注意可能出現的問題。