digiPOT規格與架構的解析

數字電位計(digiPOT)通常用于方便的調整傳感器的交流或直流電壓或電流輸出、電源供電、或其他需要某種類型校準的器件，比如定時、頻率、對比度、亮度、增益，以及失調調整。數字設置幾乎可以避免機械電位計相關的所有問題，比如物理尺寸、機械磨損、游標調定、電阻漂移，以及對振動、溫度和濕度敏感等問題，還可以消除因使用螺絲刀導致的布局不靈活問題。

　　digiPOT有兩種使用模式，即電位計模式或可變電阻器模式。圖1所示為電位計模式，此時有3個端子，信號通過A端和B端連接，W端(類似游標)則提供衰減的輸出電壓。當數字比率控制輸入為全零時，游標通常與B端連接。

　　圖1.電位計模式

　　游標硬連線至任一端時，電位計就變成了簡單的可變電阻器, 如圖2所示。可變電阻器模式時需要的外部引腳更少，因此尺寸更小。部分digiPOT只有可變電阻器模式。

　　圖2.可變電阻器模式

　　digiPOT電阻端的電流或電壓極性沒有限制，但是交流信號的幅度不能超過電源供電軌(VDD 和 VSS)器件在可變電阻器模式，尤其是低電阻設置狀態下工作時，最大電流或電流密度, 應加以限制.

　　典型應用

　　信號衰減是電位計模式的固有特性，因為該器件本質上屬于分壓器。輸出信號定義為: VOUT = VIN × (RDAC/RPOT), 其中 RPOT是digiPOT的標稱端對端電阻， RDAC 是通過數字方式選擇的W端和輸入信號參考引腳之間的電阻，參考引腳通常為B端，如圖3所示.

　　圖3.信號衰減器

　　信號放大需要有源器件，通常是反相或同相放大器。通過適當的增益公式，電位計模式或可變電阻器模式均可使用

　　圖4顯示的是同相放大器，此時digiPOT相當于電位計，可通過反饋調整增益。由于部分輸出會反饋, RAW/(RWB + RAW),應等于輸入，理想增益為：

　　圖4.電位計模式中的同相放大器

　　該電路的增益與RAW, 成反比RAW接近零時會迅速上升，顯示出雙曲線傳遞函數特性。為了限制最大增益，可插入一個電阻與RAW(位于增益公式的分母內)串聯

　　如果需要線性增益關系，可以采用可變電阻器模式以及固定外部電阻，如圖5所示，增益現定義如下：

　　圖5.可變電阻器模式中的同相放大器

　　將低電容端(最新器件中為W引腳)連接至運算放大器輸入可獲得最佳性能.

　　digiPOT用于信號放大的優勢

　　圖4和圖5所示的電路具有高輸入阻抗和低輸出阻抗，可工作于單極性和雙極性信號。digiPOT可用于游標操作，采用固定外部電阻在更小的范圍內提供更高的分辨率，還可用于運算放大器電路，信號有無反轉均可。此外，digiPOT的溫度系數較低，電位計模式時通常為5 ppm/°C，可變電阻器模式時則為35 ppm/°C。