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数字电位器与机械电位器技术性能大比拼

  数字电位器的可靠性远远高于机械电位器,能够轻松保证50,000次以上的可靠读写次数,而机械电位器的重复调节次数只能达到几千次甚至几百次。数字电位器的分辨率为32级(5位)至256级(8位)或更高。对于LCD对比度调节等动态范围要求不高的应用,选择较低分辨率的器件即可满足实际应用的要求。目前,有些高分辨率的数字电位器已经成为音频等高保真应用的理想选择,能够提供高达90dB的动态调节范围。

 

  简介

 

  自电子电路的早期阶段开始,电位器就得到了广泛的使用,使用它可方便地校正系统、调节放大器内的偏移电压或增益、调谐滤波器以及控制屏幕亮度等。机械电位器本身存在一些固有的局限性,比如:尺寸大小、机械磨损、游标污染、电阻漂移、对振动和湿度敏感以及布局缺乏灵活性,这一切都是由其物理结构所决定的。

  数字电位器旨在解决所有上述问题,提供更高的可靠性和精度,电压毛刺更小。目前,只有在数字电位器不适用的环境中(比如:高温环境或大功率应用场合),才会使用机械电位器。

  将两种技术进行对比是辨别系统最佳解决方案的最简单方法。

 

  结构

 

  机械电位器

  机械电位器由一个很大的电阻元件组成,在外部通过两个端子相连接。电阻元件的形式多种多样,根据所采用的技术,其封装方法也不同。可以为单圈或多圈,或者简单的扁平型封装。

  第三个端子也称为游标,它可在整个电阻元件上移动,来选择每个外部端子与游标之间的电阻大小。在游标和电阻元件之间存在着较小的接触电阻,通常称之为游标电阻(如图1所示)。

 

  

  图1. 机械电位器

 

  数字电位器

  数字电位器由一个电阻元件阵列组成,该阵列的终端通过两个端子(A和B)与外部相连。在两个无源电阻的结点处,有一个开关。这些开关通过与外部端子(称之为游标或W)结合的单个触点互相连接(如图2所示)。

 

  

  图2. 数字电位器

 

  由于这些开关通过互补金属氧化物半导体(CMOS)加工工艺设计而成,因此允许电流以任意方向流动。这些开关由一个数字模块控制,并且一次只能接通一个开关。通过与机械电位器进行类比,寄生开关电阻也可称为游标电阻。

  结构综述

  机械电位器更容易受到物理环境变化(比如:振动、冲击和游标污染)的影响,这一切都是由其物理结构所决定的。而拥有整体结构的数字电位器,在所有上述情况下,都不会受到影响。

 

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