利用数字电位器实现电压-电阻转换

2011-05-28 15:59:23来源: 互联网 关键字:实现  电压  电阻  转换
工业控制和偏置调节电路中有时需要将电压转换电阻,这一过程在具体实施时有一定的难度。图1所示电路利用两路数字电位器提供了一个简单的转换方案。


图1. 利用两路相同的数字电位器实现电压-电阻转换

数字电位器U1和比较器U3构成数字式跟踪-保持电路,U1通过调节其内部分压比来保证VWIPER跟踪VIN。这样,滑动电阻将与VIN成正比。由于U1和U2的数字输入是连接在一起的,因此U2的滑动端位置与U1相同,对应端之间的电阻也相同。从而可得到与VIN成正比的电阻,从而实现了电压至电阻的转换。

数字式跟踪-保持电路的工作过程如下所述。为跟踪VIN,在每一个时钟脉冲到达时,U1的滑动端位置(中心抽头)会向上或向下移动。比较器U3对模拟输入(VIN)和滑动端电压(VWIPER)进行比较。如果VIN > VWIPER,比较器输出逻辑高电平,并使滑动端位置向上移动,VWIPER增大。VWIPER将保持递增状态,直到其大于VIN为止;然后,比较器输出翻转为低电平,控制滑动端向下移动。对应每个时钟周期,滑动端将根据需要向上或向下移动,以跟踪VIN。分压器的参考输入(VH和VL)决定输入电压的范围;如果VIN在0V至5V (直流)之间,则使VL = GND、VH = 5V (直流)。

由于U1和U2相同并且它们的数字输入连接在一起,因此它们的滑动端位置也相同。LOCK输入置为低电平时,输出电阻将随着VIN而改变;LOCK置为高电平时,将保持阻值不变。

可以将LOCK始终接地,但这种情况下,即使VIN保持恒定,输出电阻也会在两个相邻状态之间连续转换。例如,如果电位器的端到端电阻为10kΩ,当滑动端电阻设置在5kΩ时,输出电阻将随时钟在5kΩ和5.3125kΩ之间转换。如果需要,可以在滑动端输出接一个电容,滤除电阻变化的影响。可以采用100Hz至10kHz的时钟频率。

输出电阻并非实时跟随VIN变化,而是需要经过若干时钟周期之后才达到终值。时钟数(最多32个)取决于滑动端的初始位置和输入电压。

如果需要更高的分辨率,可以用6位或8位数字电位器替代图中的5位器件。注意,MAX5160上电复位时将滑动端设置在中心位置,从而可使两路数字电位器同步至相同的电阻。需选用上电时具有确定状态的数字电位器。

该设计思想还发表在2004年6月7日出版的Electronic Design上。

关键字:实现  电压  电阻  转换

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0528/article_9249.html
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