数字电位器与机械电位器技术性能大比拼

2011-11-29 10:18

　　非易失

　　有些应用要求数字电位器具备非易失存储功能，两种类型的器件（易失和非易失存储器）在市场上都很普及。非易失数字电位器更接近于机械电位器，它能够在不同的外部条件（是否有外部电源供电）下保持阻值。

　　音频设备需要内部储存音量设置，设备重新上电时要求电位器保持相同的电阻值，即使在电源完全关闭的情况下。

　　MAX5427/MAX5428/MAX5429系列数字电位器提供独特的编程功能。这些器件为具有一次性编程（OTP）存储器，将电位器抽头的上电复位（POR）位置设置在用户定义的数值（抽头位置保持可调，但重新上电后始终返回到固定的设置位置）。此外，OTP还可以禁止接口通信，将抽头锁存到所要求的固定位置，避免进一步的调节。这种情况下，器件成为一个固定比值的电阻分压器，而非电位器。

　　音频设计考虑

　　电位器具有对数抽头和线性抽头，高保真音频设备的音量调节一般选用对数电位器，因为考虑到人耳的非线性滤波特性，对数抽头可以获得线性音量调节。目前，高集成度数字电位器可以在单芯片内集成六路独立的电位器，以支持多声道音频系统，例如：立体声、杜比环绕立体声系统。

　　音频应用中，特别是在数字电位器调节分辨率较低（32级）时，需要特别注意抽头级间变化过程。如果抽头不是在0V时发生变化，音频系统会产生喀嗒声和噼噗声（图6）。幸运的是，新一代数字电位器具有所谓的过零检测功能，能够在抽头跳变时降低音频噪声。内部过零和超时检测电路确保抽头在检测到过零（0V）信号或经过50ms延时（具体取决于首先发生的条件）后跳变。

　　图6. 在0V电平切换时，音频喀嗒声和噼噗声的影响

　　除了上述数字电位器中的模拟电路外，每个数字电位器还包含一个数字接口。绝大多数电位器可通过传统的I²C或SPI™编程，有些则提供便利的上/下调节接口。

　　性能改善

　　与机械电位器相比，数字电位器还具备另一优势。数字电位器的调节抽头直接安装在电路板的信号通路，利用电子调节避免了复杂、昂贵的机械调节装置。数字电位器改善了噪声抑制指标，消除了机械电位器接口电缆的拾取噪声。

　　传统的数字电位器可直接替代机械电位器，具有相同的工作方式，无需过多的说明。但是，在一些特殊应用中，例如：低成本立体声音量控制，需要一些附加说明。对于音频这一特殊应用，一般要求工作在较宽的电压范围，以支持较宽的音频信号范围。一般选择对数抽头，抽头级数增加时，衰减分贝数随之增大，非常适合人耳的频响特性。有些器件具有静音功能，提供更大的衰减（例如：30dB）。

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