Что такое цифровой потенциометр?

Что такое цифровой потенциометр?

Цифровой потенциометр — это интегральная схема, которая в цифровом виде управляет скользящим элементом (движком) переменного резистора, имитируя функцию аналогового потенциометра.

В отличие от аналоговых переменных резисторов, цифровые потенциометры не имеют механически движущихся скользящих частей, что делает их конструктивно прочными, устойчивыми к отказам и высоконадежными для долгосрочного использования. При объединении с микроконтроллером или другим устройством и установке в аналоговую схему сила тока может автоматически регулироваться при свободном управлении значением сопротивления.

Применение цифровых потенциометров

Цифровые потенциометры используются в аудиооборудовании и оцифрованной бытовой технике, например, в динамиках AI и светодиодных диммерах. Поскольку их можно описать как оцифрованные переменные резисторы, они используются в качестве альтернативы аналоговым схемам с подвижными частями.

Например, их можно использовать для цифрового управления регулировкой громкости аудиооборудования или яркости и контрастности дисплеев, которые раньше контролировались физическими циферблатами. По мере того, как в последние годы развивалась технология умных бытовых приборов, растет спрос на цифровое управление аналоговыми значениями, отчасти обусловленное совместимостью с динамиками AI.

Принцип работы цифровых потенциометров

Основная функция цифровых потенциометров заключается в работе переменного резистора. Скользящий стеклоочиститель резистора, когда-то механически управляемый, теперь управляется Когда-то механически управляемый скользящим стеклоочистителем теперь переключается и управляется комбинацией цифровой схемы и сопротивления.　

Аналоговая схема состоит из ряда фиксированных резисторов, а точки соединения переключаются транзисторами COMS. Это позволяет переменному резистору переключать значения сопротивления в ответ на сигналы от цифровой части схемы.

Цифровая схема состоит из счетчика вверх-вниз, энергонезависимой памяти, такой как EFPROM, и декодера. Когда вводится желаемое значение сопротивления, оно записывается в счетчик и записывается в энергонезависимую память.

Эта информация считывается декодером, и транзистор CMOS, соответствующий этому значению, включается. Значение переменного резистора может быть установлено квазистатически с помощью цифрового входа. Внешние входы хранятся в энергонезависимой памяти, поэтому информация сохраняется даже после выключения схемы.

Другая информация о цифровых потенциометрах

1. Замена аналоговых регулировочных триммеров

В настоящее время, как это типично для цифровых бытовых приборов и электронных устройств IoT, аналоговая механическая регулировка заменяется программируемым цифровым управлением. В случае аналоговой регулировки последним шагом на производственной линии является ручная регулировка перед отгрузкой, но при использовании цифровых потенциометров возможна автоматическая регулировка с помощью микрокомпьютерного управления и других средств.

Также возможна автоматическая калибровка, что повышает точность оборудования. В отличие от механических аналоговых регулировочных триммеров, регулировка внешними лицами, незнакомыми с цифровым кодом управления, невозможна, что обеспечивает значительные преимущества в области безопасности.

Благодаря высокому уровню надежности цифровые потенциометры в последнее время широко используются в развлекательном оборудовании, где важны громкость и контрастность светодиодов.

2. Метод цифрового управления цифровым потенциометром

Управляющие интерфейсы для цифровых потенциометров обычно включают интерфейс последовательного периферийного интерфейса (SPI), интерфейс I2C и интерфейс UP/DOWN. Кроме того, в приложениях, где цифровой потенциометр требует непрерывного изменения, аналогичного ЦАП, следует также уделять внимание тактовой частоте во время цифрового управления.

Максимальная частота обычно составляет около 3 МГц, но важно заранее проверить спецификации продукта. Прикладное программное обеспечение для этих элементов управления обычно доступно у производителя, а при необходимости также предоставляется техническая поддержка.

В некоторых случаях для пользователей, желающих разработать собственное программное обеспечение для программирования, также доступен комплект поддержки разработки, включающий графический пользовательский интерфейс (GUI).