自
动
检
测
技
术
（课外报告）
一、数字电位器的介绍
数字电位器也称为数控电位器，是一种用数字信号控制其阻值改变的器件(集成电路)。数字电位器(Digital Potentiometer)亦称数控可编程电阻器，是一种代替传统机械电位器(模拟电位器)的新型CMOS数字、模拟混合信号处理的集成电路。数字电位器采用数控方式调节电阻值的，具有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声、不易污损、抗振动、抗干扰、体积小、寿命长等显着优点，可在许多领域取代机械电位器。
二、数字电位器的特点
总的来说，数字电位器与机械式电位器相比，具有可程控改变阻值、耐震动、噪声小、寿命长、抗环境污染等重要优点，因而，已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多重要领域得到成功应用。但是，数字电位器额定阻值误差大、温度系数大、通频带较窄、滑动端允许电流小(一般1～3mA)等，这在很大程度上限制了它的应用。数字电位器取消了活动件，是一个半导体集成电路。其优点为：调节精度高；没有噪声，有极长的工作寿命；无机械磨损；数据可读写；具有配置寄存器及数据寄存器；多电平量存储功能，特别适用于音频系统；易于软件控制；体积小，易于装配。它适用于家族影院系统，音频环绕控制，音响功放和有线电视设备等。
具体地说：
（1）数字电位器是一种步进可调电阻。其输入为数字量，输出为模拟量，是一种特殊的数/模转换器（DAC）。但其输出量并非电压或电流，而是电阻值或电阻比率，故亦称之为电阻式数/模转换器（RDAC）。
（2）分辨率与内部RDAC的位数有关，RDAC的位数愈多，分辨率愈高。分辨率、抽头数与RDAC位数的对应关系见表9-1-1。数字电位器内部单元电阻的个数等于抽头数减去1。
分辨率、抽头数与RDAC位数的对应关系
因此，采用10位RDAC的数字电位器调节精度优于0.1％。
（3）数字电位器主要有8种接口电路：①按键式接口；②单线接口；③I2C
总线接口；④三线加/减式串行接口；⑤二线加/减式串行接口；⑥SPI总线接口；
⑦Microwire总线接口；⑧二线并行接口。其中，①～⑦为串行接口，⑧为并行接口，很容易配微控制器（MCU，含微处理器μP或单片机μC）进行编程。MCU
可通过串行总线来控制滑动端的位置，对数字电位器的电阻值进行自动调整。
（4）实现模拟功能的计算机化。
实现模拟功能计算机化的示意图
三、数字电位器的基本原理
数字电位器一般由数字控制电路、存储器和RDAC电路组成。RDAC电路是数字电位的重要组成部分，它是一种特殊的数/模转换电路，与一般的数/模电路不同的是转换后的模拟量不是电压值而是电阻值。不同型号的数字电位器其数字控制电路的结构形式不同，但主要功能都是将输入的控制信号进行处理后控制RDAC，非易失性存储器用来存储控制信号和电位器的抽头位置。
特性：
◆采用集成电路工艺生产，具有良好的线性、精度和温度稳定性
◆采用电信号控制电阻的变化
◆可选择记忆功能和不记忆功能
◆温度特性好，抗冲击具有优越的环境适应性
◆体积小，节省空间，易于装配
◆寿命长，可靠性高
◆应用范围广，使用灵活
1、数字电位器的基本工作原理
数字电位器属于集成化的三端可变电阻器件，其等效电路如图所示。
数字电位器的等效电路
数字电位器的原理示意图如图所示。
数字电位器的原理示意图
2. 数字电位器的数学模型
数字电位器（DCP ）的数学模型如图a 、b 、c 所示，
数字电位器的数学模型
a ）数字电位器的拓扑结构
b ）数字电位器的等效电路
c ）SPICE 模型
假定数字电位器的总抽头数为n ，所用抽头序号为n 1，数字电位器滑动端的
比例位置为k 。有关系式
1
1
－＝
n n k
式中，0≤k≤1。因此，数字电位器的总电阻R就被滑动端划分成两个互补电阻：kR，（1－k）R。二者呈互补关系，具体电阻值取决于由输入代码所确定的滑动端的位置。
结论：
（1）数字电位器可等效于三端可编程电阻。
（2）互补电阻kR和（1－k）R是输入代码的函数。
（3）数字电位器可视为能输出电阻值的一种特殊的数/模转换器，且输出电阻可转换成电压或电流输出。
3、数字电位器的配置模式
a、b分别示出数字电位器有两种配置模式，一种为可调电阻器模式，另一种为分压器模式。
数字电位器的两种配置模式
a）配制成可调电阻器b）配制成分压器
1. 配制成可调电阻器
计算R WH、R WL的公式如下：
R
WH ＝
W
n
2
2
R
R
D
m
m
＋
－
•
R
WL ＝
W
n
2
R
R
D
m
＋
•
2. 配制成分压器
计算R H、R L的公式如下：
R
H ＝R
D
m
m
•
2
2
n
－
R
L ＝R
D
m
•
2
n
四、数字电位器的基本应用
可编程增益放大器（Programmable Gain Amplifier ，PGA ），是用数字电位器来代替机械电位器，再利用单片机或微处理器（μP ）自动调节运算放大器的增益，可满足不同用户的需要。
一、同相可编程增益放大器
1. 数字电位器作可调电阻器使用的同相可编程增益放大器
令数字电位器的总抽头数为N ，滑动端所接抽头的序号为n 1，滑动端的比例位置为k （k ＝0～1）。有关系式
1
1
－＝
N n k 对256抽头的线性数字电位器而言，N ＝256，假定n 1＝89，则k ＝89/（256－1）＝0.3490。数字电位器端对端的总电阻R 被滑动端划分成两部分，一部分的阻值为kR ，另一部分的阻值为（1－k ）R 。
数字电位器作可调电阻器使用的同相可编程增益放大器
a ）电路结构
b ）增益与滑动端位置的关系曲线
计算增益的公式为
G ＝1＋
1
R kR 该电路的优点是增益与滑动端位置呈线性关系，因此它具有良好的线性增益调整特性,适用于对增益要求不高的场合，
2. 数字电位器作可调分压器使用的同相可编程增益放大器
数字电位器作可调分压器使用的同相可编程增益放大器电路如图所示。
数字电位器作可调分压器使用的同相可编程增益放大器
a ）电路结构
b ）增益与滑动端位置的关系曲
计算增益的公式为
G ＝1＋
）
－（＋
＝）－（k k
R k kR 111 当k ＝0时，G min ＝1；当k ＝1时，G max →∞。因此，增益的调整范围是1～∞。
该电路有两个优点：
第一，滑动端电阻随温度的变化量可忽略不计；
第二，公式中不含R ，证明G 与R 无关，因此能消除数字电位器端对端的总
电阻对增益的影响。该电路的缺点是增益与滑动端位置呈非线性关系。
该电路特别适合构成电子血压计。 二、反相可编程增益放大器
1. 数字电位器作可调电阻器使用的反相可编程增益放大器
数字电位器作可调电阻器使用的反相可编程增益放大器电路如图所示。
数字电位器作可调电阻器使用的反相可编程增益放大器
a ）电路结构
b ）增益与滑动端位置的关系曲线
计算增益的公式为
G ＝－
1
R kR 该电路的优点是增益与滑动端位置呈线性关系。缺点是增益受R 的偏差影响可能存在±25%的变化量。
2. 数字电位器作可调分压器使用的反相可编程增益放大器
数字电位器作可调分压器使用的反相可编程增益放大器电路如图所示。
数字电位器作可调分压器使用的反相可编程增益放大器
a ）电路结构
b ）增益与滑动端位置的关系曲线
增益的计算公式为
G ＝－
k
k
R k kR －＝－
）－（11 该电路的优点是电路简单，外围元件少，增益不受R 的影响，也不必考虑滑
动端电阻随温度的变化。
缺点是增益与滑动端位置呈非线性关系。该电路适用于音量控制电路、亮度控制电路、校准电路及自动增益控制电路。 参考文献：
[1]屈志磊.《理解和应用数字电位器》.中国知网,2012.
[2]OFweek 电子工程网.《详解数字电位器的原理及应
用》.https://www.doczj.com/doc/da19175968.html,/2011-02/ART-8300-2810-28438330.html. [3]沙占友.《数字电位器设计原理与应用》.机械工业出版社,2013.
数字电位器应用实例 数字电位器是一种常见的电子元件，广泛应用于各种电子设备中。它通过改变电阻器的阻值来调节电路中的电压或电流，具有精密调节、稳定性好等特点。下面将介绍几个数字电位器的应用实例，以展示其 在不同领域中的作用。 首先，数字电位器在音频调节中起着重要的作用。比如在音响系 统中，数字电位器可以用于调节音量大小。用户只需要转动数字电位器，就能够改变电路中的电阻值，从而改变声音的音量大小。这使得 用户可以方便地根据自己的需求来调整音量，提高音响系统的使用体验。 其次，数字电位器还可以用于调节光的亮度。在LED照明系统中，数字电位器可以用来调节LED灯的亮度。通过改变数字电位器的电阻值，可以控制LED灯的电流大小，从而改变亮度。这种调节方式比传 统的调光开关更加精确，可以满足不同场合对照明亮度的要求。 此外，数字电位器还可以用于电子设备的校准和调试。比如在温 度传感器中，数字电位器可以用来校准温度测量的准确性。通过调节 数字电位器的电阻值，可以模拟不同的温度值，并与实际测量值进行 对比，以判断温度传感器是否工作正常。这种方式可以提高温度测量 的精度和可靠性。 另外，数字电位器还可以应用于电子设备的电源管理中。比如在 电池充电管理系统中，数字电位器可以用来调节电流大小，以实现对
电池的充电和放电控制。通过调节数字电位器的阻值，可以调整电路 中的电压和电流，从而实现对电池的有效管理，延长电池的使用寿命。 总之，数字电位器作为一种重要的电子元件，在各个领域中有着 广泛的应用。无论是在音频调节、光控调节、设备校准还是电源管理 等方面，数字电位器都发挥着重要的作用。通过了解数字电位器的原 理和应用场景，我们可以更好地理解其作用，并在实际应用中灵活运用，实现更好的控制和调节效果。希望本文对读者有所启发，引发对 数字电位器应用的更多思考和研究。
数字电位器X9511及其应用 潍坊高等专科学校陈勇 在各类电子电路中，电阻是必不可少的重要器件。其参数选择的是否适当，直接影响到电路的正常运行。特别是在处理一些要求比较严格的模拟信号电路中，电阻的阻值更为重要。人们常用电位器或可调电阻替代关键部位的电阻，以便能够将其调整到最佳状态。由于机械电位器或可调电阻在调节时不易掌握，并且随着环境温度的变化及使用时间的延长，其阻值波动较大。本文介绍一种按钮控制数控电位器,美国Xicor公司的新产品X9511系列，可以改善以上的不足。 1.功能 X9511系列包括X9511Z（最大电阻为1k）和X9511W（最大电阻为10k）两种，其内部包含有控制电路、5位二进制可逆计数器、32选1译码器、5位E2PROM存贮器以及电阻阵列，功能方框图如图1所示。电阻阵列包含31个电阻单元，在每个单元的两个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点。对滑动单元抽头点位置的访问由PU、PD两个输入端所输入的数据经5位加/减计数器计数、32选1译码器译码后控制单接点的电子开关来实现。在滑动端改变抽头位置时工作在"先接通后断开"的方式。X9511的分辨率等于最大的电阻值被31除。例如X9511W的每个抽头间的阻值为10k/31=323。 5位二进制加/减计数器计数达到一个极端时，不会循环回复，即当加计数时，不会由11111跳到00000；减计数时不会由00000跳到11111。控制电路负责控制5位E2PROM,在计数器所计数据（滑动端的位置）的贮存和掉电后再次上电时,对E2PROM存贮器所存数据操作调用。E2PROM 所存数据可保存100年。
图1 功能框图 2.管脚功能 9511具有8引脚DIP、SOIC两种封装形式，如图2所示 图2 X9511的管脚排列图 VH、VL：高电压端及低电压端，高、低电压端等效于一个机械电位器的两个固定端。 V W：滑动端，相当于机械电位器的可移动端，滑动端的串联电阻（电子开关的导通电阻）典型值为40。 PU ：加计数输入端，具有去抖动功能，内部接有上拉电阻，平时能够保持PU端为高电平。当PU端输入低电平时，内部计数器开始执行加计数，滑动输出端向上移动，VL与VW之间的电阻
国产数字电位器芯片 国产数字电位器芯片是一种用于调节电阻值的电子元件，具有数字控制和调节的功能。它可以广泛应用于各种电子设备和系统中，如音频设备、通信设备、电源管理系统等。本文将介绍国产数字电位器芯片的原理、特点以及应用领域。 一、国产数字电位器芯片的原理 国产数字电位器芯片采用了先进的数字控制技术，通过数字输入信号控制电阻值的变化。其内部结构由电阻网络和数字控制逻辑电路组成。电阻网络由多个电阻单元串联或并联而成，通过控制逻辑电路对电阻单元的开关状态进行控制，从而实现电阻值的调节。 数字控制逻辑电路接收来自外部的数字输入信号，将其转换为控制信号，然后控制电阻单元的开关状态。开关状态的改变会导致电阻值的变化，从而实现对电阻值的精确控制。国产数字电位器芯片通常采用二进制编码方式进行控制，可以实现较高的分辨率和精度。 二、国产数字电位器芯片的特点 1. 精确控制：国产数字电位器芯片具有较高的分辨率和精度，可以实现对电阻值的精确控制。通过数字输入信号，可以实现微小电阻值的调节，满足不同应用的需求。 2. 可编程性：国产数字电位器芯片具有可编程性，可以通过编程或配置寄存器实现不同的电阻值和控制方式。这使得它在不同的应用
场景中具有更大的灵活性和适应性。 3. 低功耗：国产数字电位器芯片采用先进的低功耗技术，具有较低的功耗。这使得它适用于一些对功耗要求较高的应用场景，如便携式设备和电池供电系统。 4. 高可靠性：国产数字电位器芯片具有良好的可靠性和稳定性，能够在各种环境条件下正常工作。其内部采用了可靠的材料和工艺，经过严格的生产测试和质量控制，保证了产品的性能和可靠性。 三、国产数字电位器芯片的应用领域 1. 音频设备：国产数字电位器芯片可以用于音频设备中的音量控制和音调调节。通过数字控制，可以实现音频信号的精确调节，提高音频系统的性能和音质。 2. 通信设备：国产数字电位器芯片可以用于通信设备中的增益控制和衰减控制。通过数字控制，可以实现信号的精确调节，提高通信系统的灵敏度和抗干扰能力。 3. 电源管理系统：国产数字电位器芯片可以用于电源管理系统中的电压调节和电流控制。通过数字控制，可以实现对电源输出的精确调节，提高电源系统的稳定性和效率。 4. 工业自动化：国产数字电位器芯片可以用于工业自动化系统中的参数调节和控制。通过数字控制，可以实现对设备参数的精确控制，
所谓数字电位器是一种代替传统机械电位器(模拟电位器)的新型CMOS数字、模拟混合信号处理的集成电路，亦可称为数控可编程电阻器，其采用数控方式调节电阻值的，具有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声等显著优点，可在许多领域取代机械电位器。数字电位器一般带有总线接口，可通过单片机或逻辑电路进行编程，它适合构成各种可编程模拟器件，真正实现了“把模拟器件放到总线上”(即单片机通过总线控制系统的模拟功能块)这一全新设计理念。那么其的工作原理是如何的?下面一起来看看： 由于数字电位器可代替机械式电位器，所以二者在原理上有相似之处。数字电位器属于集成化的三端可变电阻器件其等效电路，如图1所示。当数字电位器用作分压器时，其高端、低端、滑动端分别用VH、VL、VW表示;而用作可调电阻器时，分别用RH、RL和RW 表示。 图1 数字电位器等效电路 图2所示为数字电位器的内部简化电路，将n个阻值相同的电阻串联，每只电阻的两端经过一个由MOS管构成的模拟开关相连，作为数字电位器的抽头。这种模拟开关等效于单刀单掷开关，且在数字信号的控制下每次只能有一个模拟开关闭合，从而将串联电阻的每一个节点连接到滑动端。
图2 数字电位器内部简化电路 数字电位器的原理示意图如图3所示。假定数字电位器为16抽头，步进量为660Ω,滑动端每移动一步，输出电阻就增加660Ω。考虑到滑动端无论处于哪一位置，都接着一只模拟开关，该模拟开关的电阻值就是滑动端电阻，也是数字电位器的起始电阻。现假定滑动端电阻为100Ω，当滑动端移动15步时就到达Rh端，此时Rw端与RL端之间的输出电阻应为100Ω+660Ωx15 =10kΩ。
自 动 检 测 技 术 （课外报告）
一、数字电位器的介绍 数字电位器也称为数控电位器，是一种用数字信号控制其阻值改变的器件(集成电路)。数字电位器(Digital Potentiometer)亦称数控可编程电阻器，是一种代替传统机械电位器(模拟电位器)的新型CMOS数字、模拟混合信号处理的集成电路。数字电位器采用数控方式调节电阻值的，具有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声、不易污损、抗振动、抗干扰、体积小、寿命长等显着优点，可在许多领域取代机械电位器。 二、数字电位器的特点 总的来说，数字电位器与机械式电位器相比，具有可程控改变阻值、耐震动、噪声小、寿命长、抗环境污染等重要优点，因而，已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多重要领域得到成功应用。但是，数字电位器额定阻值误差大、温度系数大、通频带较窄、滑动端允许电流小(一般1～3mA)等，这在很大程度上限制了它的应用。数字电位器取消了活动件，是一个半导体集成电路。其优点为：调节精度高；没有噪声，有极长的工作寿命；无机械磨损；数据可读写；具有配置寄存器及数据寄存器；多电平量存储功能，特别适用于音频系统；易于软件控制；体积小，易于装配。它适用于家族影院系统，音频环绕控制，音响功放和有线电视设备等。 具体地说： （1）数字电位器是一种步进可调电阻。其输入为数字量，输出为模拟量，是一种特殊的数/模转换器（DAC）。但其输出量并非电压或电流，而是电阻值或电阻比率，故亦称之为电阻式数/模转换器（RDAC）。 （2）分辨率与内部RDAC的位数有关，RDAC的位数愈多，分辨率愈高。分辨率、抽头数与RDAC位数的对应关系见表9-1-1。数字电位器内部单元电阻的个数等于抽头数减去1。 分辨率、抽头数与RDAC位数的对应关系 因此，采用10位RDAC的数字电位器调节精度优于0.1％。 （3）数字电位器主要有8种接口电路：①按键式接口；②单线接口；③I2C 总线接口；④三线加/减式串行接口；⑤二线加/减式串行接口；⑥SPI总线接口； ⑦Microwire总线接口；⑧二线并行接口。其中，①～⑦为串行接口，⑧为并行接口，很容易配微控制器（MCU，含微处理器μP或单片机μC）进行编程。MCU
数字电位器在模拟电路教学中的实践 数字电位器是一种常见的电子元件，它可以用来调节电路中的电阻值，从而实现对电路信号的调节和控制。在模拟电路教学中，数字电位器的实践应用可以为学生提供更为直观、简便的电路调试和参数测试手段，帮助他们更好地理解和掌握模拟电路的原理和应用。 首先，在模拟电路的实验环节中，数字电位器可以帮助教师和学生更快更准确地完成对电路参数的测试和调节。在传统的模拟电路实验中，学生通常需要调节电位器的旋钮来改变电路中的电阻值，以便观测不同参数下的电路性能变化。这种方法虽然简单易行，但在调节过程中容易产生噪声干扰、误差积累等问题，从而影响电路测试的精度和可靠性。而数字电位器则可以通过数码控制器来实现精度更高且稳定的电阻值调节，从而提高电路测试和调试的效率和精度。 其次，数字电位器还可以为模拟电路学习提供更为灵活和多样的实践手段。在现代模拟电路教学中，数字电位器不仅可以用来调节电路的电阻值，还可以结合其他电子元件实现更复杂的电路控制和信号处理功能。例如，可以通过数字电位器连接至运算放大器的反馈电路中，实现对电路增益的数字控制；或者与滤波电路相结合，实现对信号频率的数字调节和过滤等功能。这些应用不仅可以提高学生对模拟电路原理的理解，还可以培养他们的创新思维和实践能力。 最后，数字电位器还可以为模拟电路实验的自动化和远程控制提供支持。随着科技的不断进步，现代化的模拟电路实验室已
经开始逐步采用自动化控制和远程教学的方式，为学生提供更加灵活和便捷的实验环境和学习方式。数字电位器作为一种广泛应用于工控、自动化等领域的数字控制元件，可以很好地适应这种趋势，并为模拟电路实验的自动化和远程控制提供支持和便利。 总之，数字电位器在模拟电路教学中的应用已经得到广泛的认可和应用。通过数字电位器的实践应用，学生可以通过更快、更准确的电路调节和参数测试，更好地理解和掌握模拟电路原理和应用，同时还可以培养学生的创新思维和实践能力，为现代化的模拟电路教学做出了积极贡献。
数字音量电位器前级电路 数字音量电位器前级电路是一种常见的电路，用于调节音频设备中的音量大小。它的设计目的是通过控制电压或电流的大小来实现音量的调节，以满足用户对音量的需求。 数字音量电位器前级电路的基本原理是利用可变电阻器来调节电流或电压的大小，从而改变音频信号的幅度。它由数字电位器和运放组成。 数字电位器是一种集成电路，通常由电阻网络和开关组成。它的作用是根据输入信号的大小，调节电阻的值，从而改变电阻对信号的衰减程度，进而实现音量的调节。数字电位器的特点是调节精度高、稳定性好、响应速度快，并且可以通过数字控制来实现远程控制。 运放是一种放大器，它的作用是将输入信号放大到所需的幅度。在数字音量电位器前级电路中，运放起到了放大信号的作用。运放具有高增益、低失真、宽带宽和低噪声等特点，能够保持音频信号的质量和准确性。 数字音量电位器前级电路的工作原理如下：当输入信号进入电路时，首先经过数字电位器，通过调节电阻的大小来改变输入信号的幅度。然后，经过运放放大器的放大作用，信号的幅度进一步增大。最后，输出信号经过数字电位器的衰减作用，得到所需的音量。 数字音量电位器前级电路的优点是可以实现精确的音量调节，且调
节范围广。由于采用数字控制，可以实现远程控制和自动化控制，提高了音频设备的使用便利性。此外，数字音量电位器前级电路还可以实现音频信号的均衡处理和音量平衡，进一步提高音频效果。然而，数字音量电位器前级电路也存在一些缺点。首先，由于数字电位器和运放都是电子元件，其使用寿命有限，需要定期更换和维护。其次，数字电位器和运放的性能也会受到温度、湿度等环境因素的影响，可能会导致音频质量的下降。此外，数字音量电位器前级电路的成本较高，对于一些低成本的音频设备来说，可能不太适用。 总的来说，数字音量电位器前级电路是一种常见的电路，通过调节电阻的大小和信号的放大来实现音量的调节。它具有精确的音量调节、远程控制和自动化控制等优点，可以提高音频设备的使用便利性和音频效果。然而，它也存在一些缺点，如使用寿命有限、受环境因素影响和成本较高等。因此，在选择音频设备时，需要根据实际需求和预算来选择是否采用数字音量电位器前级电路。
数字电位器在仪器仪表上的应用 数字电位器（Digital Potentiometer）是一种能够调节电阻值的电子元件，通过数字信号控制，可以在仪器仪表等电路中实现对电阻值的精确调节。下面将介绍数字电位器在仪器仪表上的应用。 1. 自动化调节：数字电位器可以作为自动化系统中的调节元件，用于控制仪器仪表的灵敏度、增益、阈值等参数。通过改变数字电位器的阻值，可以实现对仪器仪表的自动校准和调节，提高系统的准确性和稳定性。 2. 增益控制：在信号处理和放大电路中，数字电位器可以用于调节信号的增益。通过改变数字电位器的阻值，可以改变信号经过放大电路后的增益倍数，使得输出信号满足特定的需求。 3. 数据采集：数字电位器可以用于模拟信号的采集电路中，通过调节数字电位器的阻值，可以改变采集电路的输入电阻，从而调节电路的输入灵敏度和范围。这在实验测量和传感器信号处理中非常有用。
4. 音频调节：在音频设备中，数字电位器可以用于音量控制和音调调节。通过改变数字电位器的阻值，可以调节音频信号的音量大小和音调高低，实现音频设备的音频输出控制。 5. 数字衰减器：数字电位器还可以用作数字衰减器，用于衰减信号的幅度。通过改变数字电位器的阻值，可以实现对信号的衰减，常见的应用包括音频系统中的音量控制和可调衰减放大器。 6. 电路校准：数字电位器可以用于仪器仪表的电路校准。通过改变数字电位器的阻值，可以调整电路中的参数，使其满足标准要求，提高仪器仪表的准确性和可靠性。 7. 数字控制系统：数字电位器可以与微控制器或数字信号处理器等数字控制系统结合使用，实现对电路参数的精确控制。通过与数字控制系统的通信，可以动态地改变数字电位器的阻值，从而实现对仪器仪表的远程控制和调节。 总之，数字电位器在仪器仪表上有广泛的应用。它可以实现对电路参数的精确控制和调节，提高仪器仪表的准确性、稳定性和可靠性。数字电位器的使用可以简化电路设计，提
数学电位器与控制实验报告 摘要： 本实验旨在研究数学电位器在电路中的应用，通过实际搭建电路并进行实验，验证数学电位器的电阻值可通过调节旋钮来改变的特性。实验结果表明，数学电位器在电路中可以起到精确控制电阻值的作用。 引言： 数学电位器是一种常见的电子元件，它能够通过调节旋钮来改变电阻值，被广泛应用于电路中的信号调节、电流控制等领域。本实验将通过搭建简单的电路来探究数学电位器的原理和应用。 实验仪器与材料： 1. 数学电位器 2. 电源 3. 电压表 4. 电流表 5. 电阻箱 6. 连线及插头等 实验原理： 数学电位器是由一条带有刻度的线性电阻元件和一个旋钮组成。旋钮通过机械装置与线性电阻元件相连，当旋转旋钮时，线性电阻元
件的有效电阻值也会相应变化。数学电位器的电阻值可通过读取旋钮刻度来确定，从而实现对电路中电阻值的精确调控。 实验步骤： 1. 首先，将电源连接至电路中，确保电源的正负极正确连接。 2. 将数学电位器连接至电路中，确保电阻箱的两端与电路的连接正确。 3. 打开电源，调节电阻箱的电阻值，记录电路中的电流和电压数值。 4. 通过旋转数学电位器的旋钮，调节电路中的电阻值，并记录相应的电流和电压数值。 5. 重复步骤4，多次调节旋钮，记录不同电阻值下的电流和电压数值。 实验结果与分析： 通过实验数据的记录与分析，我们可以得出以下结论： 1. 数学电位器的电阻值可通过旋钮的调节来改变，当旋钮旋转到不同刻度时，电阻值也相应变化。 2. 根据实验数据，我们可以绘制电流与电压的关系图表，从而得到数学电位器的电阻特性曲线。 3. 数学电位器在电路中起到了精确控制电阻值的作用，通过调节旋钮可实现对电路中电流和电压的精确调控。 结论： 数学电位器是一种常见的电子元件，通过调节旋钮可改变电阻值，
数字电位器的应用 数字电位器介绍 简单的说，数字电位器由数字输入控制，产生一个模拟量的输出。这个定义类似于数模转换器〔DAC〕，所不同的是：DAC具有一个缓冲输出，大多数数字电位器没有输出缓冲器，因而不能驱动低阻负载。依据数字电位器的不同，抽头电流最大值可以从几百微安到几个毫安。因此，不管是普通电位器还是数字电位器，如果与低阻负载连接，都应保证在最恶劣的条件下，抽头电流不超出所允许的IWIPER 范围。所谓“最恶劣的条件〞发生在抽头电压VW接近于端电压VH，而且线路中没有足够限流电阻的情况下。有些应用中，抽头流过较大的电流，这时应该考虑电流流经抽头时产生的压降，这个压降会限制数字电位器的输出动态范围。数字电位器的应用 数字电位器的应用非常广泛，某些特定情况下可能需要增加元件以配合电路调整。例如，数字电位器的端到端电阻一般为10～200K ，
而调整LED亮度时通常需要非常低的阻值。针对这个问题，可以选用DS3906。当DS3906外部并联一个固定105 的电阻时，可以提供70～102 的等效电阻，这种结构能够按照0.5 的步进值精确调节LED的亮度。 有些情况下还会需要特殊性能的数字电位器，例如对电压或电流进行温度补偿，光纤模块中对激光驱动器偏置的调节就是一个典型范例〔见图1〕，温度补偿数字电位器MAX1858内部带有一个用EEPROM保存的查找表，校准值在查找表内按温度顺序排列。数字电位器内部的温度传感器对温度进行检测，然后根据检测的温度值从查找表里得到对应的校准电阻。
非易失性是数字电位器常见的一个附加功能。基于EEPROM 的非易失数字电位器在上电复位时可以保持在某个状态。现有的EEPROM 技术可以很容易保证50000次的擦写次数，相对于机械式电位器，非易失数字电位器的可靠性更高。一次性编程(OTP)数字电位器〔如MAX5427-MAX5429〕，可以在编程后永久保存缺省的抽头位置。与基于EEPROM的数字电位器一样，上电复位后，OTP 数字电位器初始化到状态。但是一经编程，OTP数字电位器的上电复位状态不能够再更改。 数字电位器可以协助自动完成电源系统中电压或电流的校准，或用
数字电位器简介： 数字电位器是采用CMOS工艺制成的数模混合信号处理集成电路，也称数控可编程电阻器。采用是数控方式调节电阻值大小，多用多晶硅或薄膜电阻材料，从而有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声等特点。同时有体积小、节省印制板空间，易于安装，不易污损、抗振动、抗干扰、寿命长、不易受环境温度影响等优点。基于上述内容，数字电位器已被广泛用于医疗保健设备、仪器仪表、通信设备、工业控制、家用电器、数码产品等各领域。数字电位器是一种有发展前景的新型器件。与机械电位器相比，具有许多优点，在许多领域可取代机械电位器。任何用电阻进行参数调整、校准或控制的领域，都可用数字电位器构成可编程模拟电路进而进行调整。 一、实验目的： 根据时序图和真值表设计按钮控制数字电位器控制电路： 1．基本要求：按住控制键，数字电位器阻值连续变化。 2．扩展要求：可使用Protues等软件进行仿真设计。 *3．扩展电路要求：按住控制键，数字电位器阻值连续变化且变化速度递增/递减。 二、实验仪器 1.带有异步置位、复位端的JK触发器，NE555，74LS04非门。 9C104数字电位器。 3.电阻，单刀单掷开关和双刀双掷开关，导线。 三、实验原理： 1．电位器原理： 数字电位器属集成化三端可变电阻器件，等效电路如图1所示。当数字电位器作分压器使用时，其高、低、滑动端电压分别用UH、UL、UW表示；作可调电阻器使用时，其高、低、滑动端电阻分别用RH、RL、RW表示。 图1等效电路 将n个阻值相同或不同电阻串联在UH、UL端之间，每个电阻两端分别经过一个由CMOS管而构成模拟开关连在一起，作为数字电位器抽头，在数字信号控制下每次只能有一个模拟开关闭合，从而将串联电阻的一个节点连接到滑动端。亦即，当外部计数脉冲信号停止或片选信号无效后，译码电路输出端只有一个有效，故只选择一个MOS管导通。数字电位器的内部简化电路，如图2所示。 图2 内部简化电路 数字控制部分的存储器是一种断电非易失性存储器，电路再次上电时，数字电位器中仍保存着原有控制数据，其中间抽头到两端点之间的电阻值仍是上一次的调整结果。数控电位器的原理示意图如图3所示。假定数控电位器为16抽头，步进量为660Ω，滑动端每移动一步，输出电阻值就增加660Ω。考虑到滑动端无论处于哪一位置，都接着一只模拟开关，该模拟开关的电阻值就是滑动端电阻，也是数控电位器的起始电阻。现假定滑动端电阻为100Ω，当滑动端移动15步时就到达R H端与R L端之间的输出电阻应为 100Ω+660Ω×15=10Ω。 图3 数控电位器的原理示意图 2．电路控制原理： 电位器CS端在器件工作期间保持为低电平。INC为脉冲信号，U/D端为电位器阻值或电压的调节端。在CS端与INC端正常工作的状态下，当U/D端为高电平的时候，电位器的阻值或电压逐渐变大，当U/D 端处于低电平时，则相反。当CS端和INC端同时为高时将当前的寄存器数据锁存入存储器,达到重新上电后数字电位器阻值不变的目的。 数控电位器控制时序图如下： CS
贴片式电位器研究报告 一、引言 贴片式电位器是一种广泛应用于电子设备中的电器元件。它具有体积小、功耗低、可靠性高等特点，因此在电子产品的设计和制造中得到了广泛的应用。本报告将对贴片式电位器进行全面、详细、完整且深入的研究，主要包括其工作原理、应用领域、制造工艺等方面的内容。 二、贴片式电位器的工作原理 贴片式电位器是一种可调电阻器，通过调节滑动片位置来改变电阻值。它的工作原理基于电阻分压原理。在贴片式电位器中，滑动片连接在电位器的电阻轨道上，通过滑动片与轨道之间的接触面积来改变电阻值。 三、贴片式电位器的应用领域 贴片式电位器在电子产品中有广泛的应用。下面列举了一些常见的应用领域： 1. 模拟电路：贴片式电位器可以用作模拟电路中的可调电阻，用于调节电路的增益、频率响应等参数。 2. 数字电路：贴片式电位器可以作为数字电路中的电阻网络，用于分压、限流等功能。 3. 通信设备：贴片式电位器常用于无线通信设备中的射频电路中，用于调节天线的驻波比、频率等参数。 4. 汽车电子：贴片式电位器在汽车电子中的应用较为广泛，可用于调节音量、亮度等参数，同时还可以用于车载音响、导航系统等设备中。 四、贴片式电位器的制造工艺 贴片式电位器的制造工艺主要包括以下步骤： 1. 材料准备：贴片式电位器的材料主要有导电材料、基片材料等。这些材料需要经过精密的选择和准备，以保证贴片式电位器的性能和可靠性。 2. 加工工艺：传统的贴片式电位器的加工工艺一般包括：基片切割、导电材料薄膜沉积、制作滑动片等。 3. 封装工艺：贴片式电位器需要经过封装才能应用到电子产品中。封装工艺主要包括焊接、包装等步骤。
2023年导电塑料电位器行业市场调查报告 导电塑料电位器是一种利用导电塑料材料制成的电阻器，具有轻、薄、小、精准的特点。导电塑料电位器广泛应用于电子设备、通信设备、汽车电子、家用电器等领域。本报告主要对导电塑料电位器行业的市场现状、竞争格局、发展趋势等方面进行调查和分析。 一、市场现状 目前，导电塑料电位器市场呈现出逐年增长的趋势。随着电子设备的普及和家电市场的不断扩大，导电塑料电位器的需求量也在不断增加。特别是在手机、平板电脑等移动终端产品中广泛使用。 根据调查数据显示，导电塑料电位器市场规模在过去几年内呈现出稳步增长的态势。预计未来几年，市场规模将继续扩大。 二、竞争格局 导电塑料电位器行业目前存在着较为激烈的竞争格局。主要竞争者主要集中在国内外知名的电子元器件制造企业。这些企业具有较强的研发实力和生产能力，并拥有成熟的销售渠道和客户资源。 在市场竞争中，企业主要通过产品质量、技术创新、价格等方面进行竞争。同时，企业还通过与客户建立长期稳定的合作关系，提供个性化的定制服务等手段来提高市场竞争力。 三、发展趋势
1. 技术升级：随着科技的不断发展，导电塑料电位器行业也将不断进行技术升级。未来，导电塑料电位器将更加轻薄小巧，同时具备更高的精准度和可靠性。 2. 产品多样化：随着市场需求的不断变化，导电塑料电位器行业将推出更多种类的产品。例如，具备抗高温、抗湿度等特性的导电塑料电位器。 3. 国际市场扩张：目前，国内导电塑料电位器市场竞争较激烈，企业需要通过开拓国际市场来实现更大规模的发展。未来，随着中国制造业的崛起，国内企业在国际市场上的竞争力将逐渐增强。 总之，导电塑料电位器行业市场前景广阔，但竞争也较为激烈。企业需要不断提升自身的研发能力和生产能力，创新产品，并开拓国际市场，才能在激烈的市场竞争中占据一席之地。
2023年导电塑料电位器行业市场研究报告 导电塑料电位器是一种集导电性能和可塑性于一体的电子元件，其市场增长迅速且发展潜力巨大。本文将对导电塑料电位器行业市场进行研究分析，并预测其未来发展趋势。 首先，导电塑料电位器市场的规模逐年扩大。随着电子产品市场的不断扩大和更新换代，对导电塑料电位器的需求也随之增加。导电塑料电位器的应用范围广泛，涉及通信设备、汽车电子、家电、医疗设备等多个领域，市场需求远未饱和。据市场调研数据显示，导电塑料电位器市场规模从2015年的xx亿元增长到2020年的xx亿元，年均复合增长率达到xx%。 其次，导电塑料电位器行业市场的竞争格局较为激烈。目前，国内导电塑料电位器市场上的主要竞争者包括ABB、欧姆龙、ON Semiconductor、ROHM等知名企业，这些企业拥有较强的研发能力和生产能力，具备一定的市场份额和竞争优势。此外，还有一些中小型企业也在市场上崭露头角，通过不断创新和提高产品质量，逐渐拓展自身市场份额。但由于行业进入门槛相对较低，市场上也存在一些无资质企业和低质量产品，给市场带来一定压力。 再次，导电塑料电位器技术水平不断提高。随着电子产品功能的不断升级和市场对产品质量的追求，导电塑料电位器的技术要求也越来越高。目前，导电塑料电位器技术主要集中在材料选择、工艺改进和产品精度提高等方面。一些企业通过引进先进技术和装备，不断提升产品质量和性能，满足市场需求。同时，也有一些企业加大研发投入，通过自主研发创新来提高产品竞争力。这些技术改进和创新将进一步推动导电塑料电位器市场的发展。
最后，导电塑料电位器市场将迎来新的发展机遇。随着5G、新能源、物联网等新兴技术的迅猛发展，导电塑料电位器将在这些领域发挥重要作用。同时，随着我国经济的持续增长和消费水平的提高，对电子产品的需求也将进一步增加，从而带动导电塑料电位器市场的快速发展。此外，环保意识的提高也将推动导电塑料电位器的研发和应用，以满足绿色能源和可持续发展的需求。 综上所述，导电塑料电位器行业市场具有较大的发展潜力，但也面临一定的竞争和挑战。企业应继续加大技术研发和创新力度，提高产品质量和性能，凭借自身优势在市场上取得竞争优势。同时，政府和行业协会也应加强政策引导和扶持力度，为导电塑料电位器行业的健康发展提供支持和保障。
对于设计人员而言，数字电位器正变得越来越重要，它们具有很多优点，但也存在很多限制。下面比较机械电位器，数字电位器的共同点和区别，并由此帮助读者了解如何使用数字电位器。 电位器的出现有很长的历史，它以各种方式应用在广泛的领域，如常数调整和测量领域。最常见的莫过于设定和微调电阻值来微调电路，设置电平和调整增益等。电位器也被用来设计机器人和工业设备中的位置反馈。针对电位器需要考虑的各个方面，需针对特定应用的各种需求来设置。如电位器上的最大电压，各臂所能提供的最大电流，能允许消耗的最大功率以及最需要考虑的电阻问题。从功率到噪声的各个方面。单个电阻的误差通常有+/-20%到+/-5%，温度也会造成电阻值的漂移，所以需要考虑电位器的精度，线性，单调性与否，是否考虑设计中其它因素。比如人耳对声音的频率响应将比较重要。断电与加电时电阻的变化，成本和体积，还有可靠性如装配，潮湿等。 在爱迪生一千多项的发明当中,电位器总是为人们所遗忘。它是在十九世纪七十年代被发明并应用在开关中。如图一所示。 经一百年来，随着材料及外形的改变，机械电位器在一些初级的应用中受到极大的关注。无可置疑机械电位器和数字电位器有许多区别，而它们的共性却令人惊讶。其中最大相同就是它们都具有可调性，能提供大范围的端到端电阻。 机械电位器可耐上千伏的高压，数字电位器受制于小体积通常电压在30伏以内。机械电位器电阻容量也比数字电位器大。然而我们只要稍加考虑就可以解决上述问题。 机械电位器受振动发生电阻飘移的时候会给设计造成问题。机械电位器的接触点因磨损，老化而造成电阻增大或失效，进而使机械电位器的性能无法预知。数字电位器则无因机械结构造成上述的问题，可以经上万次开关操作而依然保持一致。 数字电位器通常采用多晶硅或薄膜电阻材料，具有低噪声，高精度和优良的温度系数。 机械电位器和数字电位器尺寸大小比对如图二所示。
数字电位器 •数字电位器(Digital Potentiometer)亦称数控可编程电阻器，是一种代替传统机械电位器(模拟电位器)的新型CMOS数字、模拟混合信号处理的集成电路。数字电位器采用数控方式调节电阻值的，具有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声、不易污损、抗振动、抗干扰、体积小、寿命长等显着优点，可在许多领域取代机械电位器。 数字电位器的特点 •数字电位器的特点是:寿命长(因无机械触点)、工作可靠、性能稳定、耐振动、体积小，能和数字电路或单片机灵活地结合在一起。 数字电位器工作原理 •由于数字电位器可代替机械式电位器，所以二者在原理上有相似之处。数字电位器属于集成化的三端可变电阻器件其等效电路，如图1所示。当数字电位器用作分压器时，其高端、低端、滑动端分别用VH、VL、VW表示；而用作可调电阻器时，分别用RH、RL和RW表示。 图2所示为数字电位器的内部简化电路，将n个阻值相同的电阻串联，每只电阻的两端经过一个由MOS管构成的模拟开关相连，作为数字电位器的抽头。这种模拟开关等效于单刀单掷开关，且在数字信号的控制下每次只能有一个模拟开关闭合，从而将串联电阻的每一个节点连接到滑动端。
数字电位器的数字控制部分包括加减计数器、译码电路、保存和恢复控制电路和不挥发存储器等4个数字电路模块。利用串入、并出的加／减计数器在输入脉冲和控制信号的控制下可实现加／减计数，计数器把累计的数据直接提供给译码电路控制开关阵列，同时也将数据传送给内部存储器保存。当外部计数脉冲信号停止或片选信号无效后，译码电路的输出端只有一个有效，于是只选择一个MOS管导通。 数字控制部分的存储器是一种掉电不挥发存储器，当电路掉电后再次上电时，数字电位器中仍保存着原有的控制数据，其中间抽头到两端点之间的电阻值仍是上一次的调整结果。 因此，数字电位器和机械式电位器的使用效果基本相同。但是由于开关的工作采用“先连接后断开”的方式，所以在输入计数有效期间，数字电位器的电阻值和期望值可能会有一定的差别，只有在调整结束后才能达到期望值。 从图2可以看出，数字电位器和机械式电位器有2个重要区别：1)调整过程中，数字电位器的电阻值不是连续变化的，而是在调整结束后才具有所希望的输出。这是因为数字电位器采用MOS管作为开关电路，并且采用“先开后关”的控制方法：2)数字电位器无法实现电阻的连续调整，而只能按数字电位器中电阻网络上的最小电阻值进行调整。 数字电位器和数模转换器的区别 • 1 引言
数字电子电路课程设计：数字电位器与控制 一、实验目的 根据时序图和真值表设计按钮控制数字电位器控制电路： 1基本要求：按住控制键，数字电位器阻值连续变化。 2扩展要求：可使用Protues等软件进行仿真设计。 3扩展电路要求：按住控制键，数字电位器阻值连续变化且变化速度递增/递减。 二、实验仪器 74LS132 2输入端与非门 NE555 X9C103 数字电位器 二极管，电容，电阻，开关等 三、实验原理 （1）、X9C103一般说明 X9C103 E2POT TM非易失性数控电位器,端电压±5V,100个抽头 X9C13是固态非易失性电位器,把它用做数字控制的微调电阻器是理想的.. X9C13是一个包含有99个电阻单元的电阻阵列.在每个单元之间和二个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点.滑动单元的位置CS,U/D和INC三个输入端控制.滑动端的位置可以被贮存在一个非易失性存贮器中,因而在下一次上电工作时可以被重新调用. X9C103的分辨率等于最大的电阻值被99除.例如X9C503(50千欧)的每个抽头间的阻值为505欧母. 所有的Xicor非易失性存贮器都设计成并经过测试能够用于持久的保存数据的应用场合. 特点： *低功耗CMOS ——ＶＣＣ＝３Ｖ至５.５Ｖ ——工作电流最大３mＡ ——等待电流最大５００µA *99个电阻单元 ——有温度补偿
——±２０％端点到端点阻值范围 *１００个滑抽头点 ——滑动端的位置取决于三线接口 ——类似于ＴＴＬ升／降计数器 ——滑动端位置贮存于非易失性存贮器中。可在上电时重新调用 *滑动端位置数据可保存１００年 *Ｘ９Ｃ１０３==10KΩ 数控电位器控制时序图如下： CS INC U/D CS INC U/D 方式 L H 向上滑动 L L 向下滑动 H X 存储滑动位置 H X X 等待电流 L X 不存储，返回等待 图1.1引脚配置及引脚说明 引脚配置如图1.1所示。