工业控制和可变偏置电路经常需要将电压变换到电阻值的变换器。但实行起来很困难。在附图中表示的一种简单方法,是用2只相同的数字电位器构成这样的一只变换器。
数字电位器U1和比较器U3形成数字跟踪和保持电路,其中U1调节它的内电压分压器,使VWIPER跟踪VIN。
因此,滑动点的电阻值比例于VIN。因为U1和U2的数字输入端是连接在一起的,U1和U2滑动点位置相同,在相应端点之间有相同的电阻值。在需要电压/电阻变换时,输出电阻值比例于VIN。
数字信号跟踪和保持的工作方法如下:要跟踪VIN,数字电位器U1的滑动点(中心轴头)随着每一时钟脉冲的到达而向上或向下移动。比较器U3将模拟输入电压( VIN)和滑动点电压( VWIPER)进行比较。
若VIN>VWIPER比较器保持逻辑高电位,引起滑动点位置向上移动,增加VWIPER值,VWIPER到它大于VIN之前一直保持增加,然后,比较器向下触发和驱动滑动点位置。在每一时钟周期,滑动点为跟踪VIN而需要向上或向下移动。
分压器(VH和VL)的参考输入端设定的输入电压范围:若VH范围为0-5Vdo设定VL=GND,VH=5 Vdc。
因为U1和U2是相同的,它们的数字输入端是连接在一起,它们滑动点位置相同。逻辑低电平加到LOCK输入端,而输出电阻随着VIN而改变,而加入逻辑高电平,电阻值不确定。
LOCK可以永久地连接到地电位。这样,即使VIN是固定不变的,输出电阻也是连续地拨动在两个相邻状态之间。例如,若电位器是10kΩ,设置滑动点到5kΩ,在每一时钟周期内,输出电阻拨动在5kΩ和5.3125kΩ之间。
如有,必要,用电容器连接到输出滑动点上,可以滤出这种影响。时钟频率可以设定在100Hz到10kHz之间。
输出电阻值不能随VIN而瞬时改变,但是可取一个时钟周期数去达到终值。周期数(最大32)取决于起始滑动点位置和输入电压。
如果需要较高分辨度,用6bit或8bit数字电位器代替图示的5bit类型。
选择那些已知起动状态的数字电位器。
注意,MAX5160有起动复位状态,设定滑动点位置处在中间刻度上,能使两个数字电位器同步在相同的电阻值上。