利用線性電位器創建非線性傳遞函數

多應用要求電路具有非線性傳輸特性，以滿足動態范圍的要求，例如，由電路元器件的線性響應實現音量控制的對數輸出，這類電路可用于很多日常消費設備，線性數字電位器可以通過簡單的分壓配置實現非線性傳輸特性。以下例子選用50kΩ的數字電位器 MAX5160，各圖表中沒有考慮MAX5160的±25 % 端到端電阻誤差，但是這個誤差和其它參數的影響是可以接受的。

圖1、2、3是典型的分壓器結構。假設Vin是低阻電壓源，Vout是高阻輸入節點。圖1的傳遞函數是Vout=Vin×(Rb/Rpot)， Rpot=Ra+Rb,Ra和Rb分別表示Vin到中心抽頭和從中心抽頭到地的電阻。電位器的中心抽頭逐漸從底端升到頂端，Vin的電壓是5V時，將產生如圖4所示的線性響應。

在圖2中增加了一個串聯電阻R1會產生完全不同的結果，其傳遞函數非常類似于對數曲線，其方程式為Vout=Vin×[Rb/(R1+Rb)]。圖2中R1是10kΩ，可以根據實際要求改變R1的阻值，以獲得滿意的對數曲線。從偽對數響應圖表中給出的響應曲線可以看出：Vout只能接近滿量程而不能達到滿量程，輸出幅度的大小與R1的阻值有關。使用對數數字電位器可以避免這個問題，但是對數數字電位器每級只能增加1dB。

圖3中R1接地，這種結構會產生反對數函數。其方程式為Vout=Vin×[R1/(R1 + Rb)]，從偽反對數響應圖表中可以看到其響應曲線。同樣R1的阻值會影響輸出動態范圍，這個電路的輸出不能達到地電平?！鰴璩蓮娮g