李 云 馮永浩 來(lái)源：《國(guó)外電子元器件》

     摘要：x9312w是xicor公司生產(chǎn)的一種典型的數(shù)字電位器，文中介紹了它在功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，重點(diǎn)說(shuō)明了應(yīng)用中如何處理x9312x的電壓與脈沖計(jì)數(shù)的關(guān)系及控制電壓與輸出功率之間的控制關(guān)系，并給出了數(shù)字電位器的控制程序。

     關(guān)鍵詞：數(shù)字電位器

     功率自適應(yīng) 脈沖數(shù) x9312w

     1 概述

     電位（阻）器是廣泛用于音量調(diào)節(jié)、頻率調(diào)諧、功率調(diào)整等方面的重要器件，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，電子元件的智能化不斷提高，電位器也由機(jī)械式人工手動(dòng)調(diào)節(jié)向自動(dòng)程序控制調(diào)整方向發(fā)展。非易失性數(shù)字電位器是一種可在計(jì)算機(jī)控制下，通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作的智能化器件。它不像機(jī)械或模擬電位器那樣連續(xù)可調(diào)，但階梯式的阻值變化卻具有調(diào)節(jié)精確和阻值穩(wěn)定的特性。其阻值分辨的臺(tái)階越多，阻值變化越精細(xì)，調(diào)整的靈敏度越高。在分辨率足夠的情況下，它不但能滿足一般使用要求，而且在某些場(chǎng)合還具有模擬電位器不可比擬的優(yōu)勢(shì)。其調(diào)節(jié)精確、穩(wěn)定，數(shù)字可長(zhǎng)期保存和隨時(shí)刷新，體積小、抗振動(dòng)、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，必將使其逐漸在各類電子系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

     2 基本結(jié)構(gòu)及工作原理

     數(shù)字電位器同模擬電位器一樣，可以按阻值大小、耐壓和最大功率等分為不同型號(hào)的產(chǎn)品。x9312w是xicor公司生產(chǎn)的100階非易失性數(shù)字電位器。此類數(shù)字電位器的基本結(jié)構(gòu)是一致的，只是不同的型號(hào)所提供的抽頭數(shù)、接口、控制方式及所應(yīng)用的電壓范圍不同。它用控制脈沖計(jì)數(shù)的方法來(lái)調(diào)整阻值，又叫數(shù)控可變電阻器，其實(shí)質(zhì)是一種特殊形式的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特性表現(xiàn)不是電流或電壓，而是電阻或電阻比率。

     x9312w的原理框圖如圖1所示，它由輸入部分、非易失性存貯器和電阻陣列三部分組成，在輸入信號(hào)inc、u/d和cs作用下，器件中的7位加/減計(jì)數(shù)器通過(guò)100選1譯碼器去控制接通某個(gè)電子開(kāi)關(guān)，從而把電阻陣列上的一個(gè)點(diǎn)連接到中間的滑動(dòng)抽頭以輸出vw。vh端根據(jù)控制需要加有某一固定電壓v，當(dāng)vl端接地時(shí)，vw端的輸出將在0v到該固定電壓之間可調(diào)。當(dāng)需要記憶時(shí)，cs上升沿到來(lái)，且使inc為高電平，7位計(jì)數(shù)器的數(shù)值被存貯在非易失性存儲(chǔ)器中。其功能控制真值表如表1所列。

     x9312w實(shí)現(xiàn)可控電阻特性的關(guān)鍵是對(duì)加/減計(jì)數(shù)器的數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，在cs端置于低電平時(shí)，inc端每一次脈沖下降沿的觸發(fā)都將依u/d端為高/低電平而使計(jì)數(shù)器加/減1，連續(xù)給inc端送計(jì)數(shù)脈沖就可使加/減計(jì)數(shù)達(dá)到需要的數(shù)值，相應(yīng)的也就改變了vw的輸出，從而使阻值的大小發(fā)生改變。

     3

     數(shù)字電位器用于功率自適應(yīng)控制

     許多場(chǎng)合都需要用到功率控制，有時(shí)還要自適應(yīng)調(diào)整功率。如通信系統(tǒng)中的便攜式設(shè)備往往希望根據(jù)通信距離來(lái)調(diào)整發(fā)射功率，從而達(dá)到降低電源消耗，延長(zhǎng)工作時(shí)間的目的。

     圖2是一種利用數(shù)字電位器實(shí)現(xiàn)功率自適應(yīng)控制的原理圖。圖***率檢測(cè)電路用于判斷通信距離的遠(yuǎn)近，其輸出電平經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換后作為控制信號(hào)，并由單片機(jī)根據(jù)控制關(guān)系和特性給出調(diào)整信號(hào)和計(jì)數(shù)脈沖，使數(shù)字電位器改變阻值而作用于功率電平控制電路，以達(dá)到根據(jù)需要調(diào)整妻射功率的目的。

     在實(shí)現(xiàn)上述控制過(guò)程中，控制參數(shù)的選取應(yīng)保證達(dá)到整個(gè)通信系統(tǒng)的質(zhì)量要求，同時(shí)要處理好圖3所示的兩個(gè)非線性關(guān)系。

     圖3（a）是數(shù)字電位器的非線性特性圖。數(shù)字電位器與模擬電位器控制特性的不同之處在于它是非線性的。數(shù)字電位器的控制脈沖與輸出電壓間不是線性關(guān)系，即當(dāng)控制脈沖數(shù)值達(dá)到一定程序時(shí)，其輸出電壓不再隨其線性變化，而且不同型號(hào)的數(shù)字電位器的曲線斜率有所不同。同時(shí)在使用數(shù)字電位器時(shí)選定的最大輸出電壓不同，上述非線性關(guān)系也有所不同。

     圖3（b）是控制電壓vw與輸出功率之間的控制特性曲線。如果把圖2看做一個(gè)數(shù)字控制系統(tǒng)，則由數(shù)字電位器的輸出vw而引起對(duì)輸出功率a的控制關(guān)系一般