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若何行使DCP取得改变确的本能

文章作者:应用领域 上传时间:2020-03-25

  何如操纵DCP得回更准确的本能 数控电位器(DCP)正在百般行使中深受迎接□□□□,越发正在局限、参数调治、信号处置方面。数字电位器代替了呆滞电位器□□□□□,并正在许众方面呈现出上风□□□□□,如长途操作、可编程性、应用领域高差别率、小型化、牢靠性、能存储众个动触点位子□□□,以及更低的体例本钱。

  当然□□□□,利用DCP举行计划时□□□□,也有极少节制需求思虑□□□□,比方受限的端电压以及精度。这些节制来自于众晶硅电阻的筑设工艺以及正在CMOS集成电道中的集成工艺。

  DCP是通过电阻的组合来完成的□□□□,电阻R通过串联贯穿着CMOS开合□□□,如图1。

图1:DCP电阻阵列。图1□□□:DCP电阻阵列。

  电阻阵列的物理两头□□□,即RH和RL端□□□,等效于呆滞电位器的固定端。动触点RW通过CMOS开合一次一个地贯穿着中心节点□□□□□,等效于呆滞电位器的动触点端。

  众晶硅DCP的规范电阻精度为±20%□□□□,然而□□□□□,相对精度或者是正在特定的电阻阵列内的电阻成家水准更高□□□□□,日常为±1%以至更准确。因而□□□□,正在计划阶段□□□,需求当心的揣测相对精度与总体精度之间的不同□□□,从而避免或者减小行使电道出产时的特殊调治职业。本文首要会商DCP精度是何如影响着计划□□□□,此外还会商了极少能升高体例最终精度的工夫。

  正在行使计划中□□□,DCP首要有两种用处□□□□□:用作分压器和变阻器。

  电压分压器形式

  当DCP用作电压分压器时□□□□□,其RH和RL端贯穿着电源轨□□□□□,动触点RW的最终精度仅取决于内部电阻成家水准。因而□□□□,每个个别都相似□□□□□,不管总的电阻精度何如。

  意义很简陋□□□□□,由于RH和RL间的电压由特天命目的抽头所分压□□□□,即正在分压电阻串中□□□,数目为n的等效电阻元素按比例缩小。比如□□□,关于如图2所示的装备□□□,应用领域

图2:高精度电压分压器图2□□□□:高精度电压分压器

  动触点m的输出电压Vout可能揣测取得(公式1a和1b)□□□:

  或

  此中m为今朝动触点的位子□□□□□,n为抽头的总数。

  从公式1b中可能看出□□□□,电阻精度可能怠忽且对输出Vout没有任何影响。

  只是□□□□□,要是DCP正在RH和/或RL端另有电阻□□□,输出信号的精度将形成DCP初始精度的函数。这是由于缩放系数正在各个分压电阻串中不相当□□□,如图3。

图3:不同精度的例子图3□□□:分别精度的例子

  图3中带有R1和R2电道的输出函数为(公式2)□□□□:

  此中n为抽头的总数□□□□□,m为今朝动触点的位子。

  需求留意的是□□□□□,动触点电阻没有包括正在内□□□□□,这是由于其对该特定的装备没有任何影响□□□□□,同时咱们假设利用的是理思运放。

  变阻器形式

  当DCP用作变阻器时□□□□□,其输出精度形成初始精度(±20%)加上由动触点电阻带来的特殊差错之和。由于动触点开合不是理思的——即存正在很小的阻值□□□□□,日常为70Ω□□□,而且该阻值正在各个抽头间是改观的。动触点电阻正在变阻器装备中大大消浸□□□□,比如□□□,当动触点贯穿到终端的一个端点上□□□□□,如图4a□□□□□:

图4:变阻器的结构。图4□□□:变阻器的机合。

  正在变阻器机合中□□□□,如图4a□□□□,动触点电阻产生正在电阻串个别并联时□□□,其效应取决于所选的动触点位子。

  另一个也许的装备是让终端的一个端点悬空□□□□□,如图4b所示。这种环境下□□□,动触点电阻日常会正在数据材料外中以图神情势供应□□□,从而能愈加容易的揣测各个抽头上的总电阻。公式3可用于揣测抽头m处的电阻□□□□□:

  可增进电道精度的计划实例

  纵使通例的DCP初始精度为±20%□□□□,行使的精度可能通过利用极少特定的工夫来升高。比如□□□□□,图3的计划通过简陋的批改即可得回更高的精度□□□□,如图5所示。

图5:在分压模式下提高精度的例子图5□□□□□:正在分压形式下升高精度的例子

  正在上述的例子中□□□□□,应用领域输入信号Vin被固定的R1、R2、R3电阻串所分压□□□,DCP安顿正在与R2的并联位子上。这种装备可能保存可变输出的圆活性□□□□,同时具有高得众的精度。需求留意的是□□□□□,为了取得所需的精度□□□,Rtotal的阻值应当是R2的5-10倍。

  当DCP用作变阻器时□□□□,通过将DCP和高精度固定电阻的串并联装备□□□□,可能取得更好的精度□□□□,如图6。

图6:DCP与固定电阻的串并联配置图6□□□□:DCP与固定电阻的串并联装备

  比如□□□,应用领域图6电道中利用了精度为±20%□□□,阻值为10 kΩ, 抽头个数为256的DCP□□□□,咱们可能取得阻值改观周围为5.5kΩ到10.695 kΩ的可变电阻□□□,对应的精度为±1.1%到±8.5%□□□□,如外1。

表1:DCP与固定电阻的串并联配置外1□□□□:DCP与固定电阻的串并联装备

  另一个DCP的实质用处为数模转换器(DAC)的取代品。正在大大批环境下□□□,当计划需求正在受限周围内举行微调时□□□□□,一个8位的DCP可能完成比10位DAC更好的差别率。相合DCP差别率与终端电压及抽头数目合联函数睹外2所示。

表2:不同抽头对应得DCP分辨率外2□□□□:分别抽头对应得DCP差别率

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