电位器是一种可变电阻，可以在电路中使用，通过电路控制电阻、电流和电压以达到一定的输出，我们已经知道了电阻基础知识以及它们是如何工作的。电位器只是一个可变电阻，有时也被称为变阻器，你们都可能在物理实验室看到过，它由一个金属线圈缠绕在一个圆柱形平台上，这个平台由一个滑动触点组成，用来控制电路的电阻。典型的变阻器如下图所示

电位器(POT)具有类似的功能，但在有限的空间中，具有与典型的不同设计无线电电位器，预设电位计，拨轮电位计等。你可以在许多地方使用电位器在不知不觉中，例如，在你的立体声音响的音量控制器是电位器和用于控制吊扇速度的调节器也是电位器的一种形式。类似地，通过改变电阻、电流和电压来控制系统输出的一切都是电位器的一种形式。说这些只是为了让你明白电位器的重要性，现在如果你想自动控制音量或调整你的收音机而不实际转动旋钮怎么办?这就是数字电位器的用武之地。在本文中，我们将更多地了解数字电位器，它们是如何工作的，以及如何使用它们。

什么是数字电位器?

机械电位器用于手动控制，人们应该物理地改变设备的电阻以改变输出。但是数字电位器可以根据给定的条件自动改变其电阻。一个数字锅就像电位器一样，电阻可以通过数字通信(如I2C, SPI)来改变，而不是直接旋转旋钮。

机械电位器被称为POT，因为它的锅状结构由输入、输出和接地三个端子组成，其顶部有一个控制器，用于通过顺时针或逆时针旋转来控制电阻。

罐子的最大缺点是，它们很容易受到环境因素的影响，如灰尘，污垢和水分，可以密封雨刷轴，这使得它们不适合某些类型的应用。要克服这些缺点，数字电位器或不久digiPOT据介绍，数码锅可以在有振动和灰尘、水分和油脂等颗粒的环境中工作，而不改变其操作性质。

为什么数字壶比壶更受欢迎?

由于采用集成电路封装，digipot在各种环境条件下都能得到更好的保护。它们不容易受到振动的影响，而且不会被物理篡改，这使得它们使用起来更加可靠。digiPOT可以装在一个2.9mm x2.8mm甚至更小的空间的IC封装中，可以轻松地安装在PCB板上。最常用的是MCP41010数字电位器IC播种在下面

的MCP41010在单个包装中包括一个四包digiPOT，以及关机模式和可编程的预设位置，在电源上雨刷位置。它们为各种应用提供更高的分辨率，更大的稳定性和固态可靠性。

数字电位器的工作

为了理解数字电位器是如何工作的，让我们看看数字电位器的结构．它非常简单，因为它在电路中只有一个功能，即根据给定条件控制电流/电压。电子电位器的模块包括一系列电阻、存储器单元和控制/接口单元

电阻系列

digipot是通过将一系列电阻连接在梯子状结构中构建的;阶梯的每一步都由一个连接到电位器输出的开关组成。器件的电阻由计算步数它具有，步数越高阻值越大。

为了确定需要使用位值的步数，如果数字壶有N个位，就意味着它有2个^N步骤。例如，如果比特数是6，那么就是2⁶= 64步，如果比特数为9，则为2⁹= 512步。

内存单元

所有的数字设备都有某种用于操作的存储器，因为数字电位器也是数字设备的一种形式，它们也有一个存储器单元。它们大多有一个易失性记忆单元，易失性记忆单元只在操作期间使用，一旦关闭，它们将不会存储任何先前的信息。因此，大多数数字壶在重新启动时从第一步开始，在某些情况下，这些设备与FPGA或微控制器接口来存储最后的位置。

市场上有一些特殊的数量器使用非易失性存储器，其中电位器的最后一步存储在设备中，以便即使在关闭设备后，设备的最后一步也将保留。

控制和接口单元

控制单元是数字电位器最重要的单元，因为它是数字电位器区别于传统电位器的单元。控制单元是控制信号从控制器发出的地方vip亚博 就像Arduino改变数字电位器的电阻。

几乎所有的电位器都有一个同步或异步串联总线作为控制单元的接口，除了一些数字电位器使用控制逻辑或前面板开关。的递增/递减接口总线是使用UP/Down计数器的数字电位器中最常用的异步总线。吹风机框图显示了一个数字电位器与增减控制接口。

从上图中可以看出，递增/递减接口使用了三个信号，信号分别是

CS:CS是芯片选择(CS)信号，当它被启用时，它被用作多个数字锅应用程序的地址输入。

U / D:应向上或向下移动电位器的雨刷，以增加或减少电位器的电阻。该进程由Up/down (U/D)信号启动。

公司:增量(INC)信号也用于移动雨刮器，雨刮器在增量信号的每个下降沿移动。

正如我所说的，递增/递减接口是最常用的异步总线，同样，最常用的同步总线是SPI, I²C，双线总线和微线总线。走出这些巴士，我²C和SPI是最受欢迎的接口类型。下面的博客图表显示了一个数字电位器与一个I2C控制接口．

我的²C总线有两个主要信号，即

sci / SCK:它是接口的串行时钟，同步控制部分。

SDA:SDA可以扩展为串行数据，串行数据线用于将数据从接口传输到控件。sda本质上是双向的，因此它们可以在两个方向上进行通信。

同样的SPI控制接口数字电位器有四个主要信号如下所示。同样，控制器可以是任何微控制器Arduino，图片，AVR的或覆盆子π外围设备可以是任何数字电位器

CS:Chip Select (CS) /Slave Select (SS)用于在接口上连接多个控制系统时选择所需的控制系统。

SCK:SCK是接口的串行时钟。

SDI:SDI代表从数字输入，这里的从可以是控制系统，因此从控制系统的输入被作为SI信号传递。

SDO:SDO是从数字输出(Slave Digital Output)的缩写，与从输入(Slave Input)类似，SO是接口向控制系统输出的信号。

如何选择一个数字电位器的应用?

如果您想为您的应用选择正确的数字电位器，您应该考虑以下参数

电阻配置

您必须选择如何您的数字电位器应该操作，作为数字电位器可以在两种不同的配置，一个作为电位器或变阻器。

在电位计模式时，该配置由A、B和W三个端子组成，其中数字电位器作为电压驱动器。雨刷器的终端电压与A和B之间的电压和R处的电阻成正比_{亚历山大-伍尔兹}& R_白平衡。电位器配置最适合于DAC, LCD V等应用_COM调节和模拟信号衰减。

在变阻器模式时，数字电位器将作为数字控制变阻器工作，其中只考虑两个端子，未使用的端子可以不使用，也可以绑在W端子上。本装置的端对端电阻有2个^N雨刷终端可访问的接触点。由此产生的电阻可以测量A端子和雨刷(R_{亚历山大-伍尔兹})或雨刷器与终端B (R_白平衡)．变阻器模式主要用于惠斯通电桥校准、运算放大器增益控制和模拟滤波调谐等应用。

数字接口

数字接口用于向数字电位器提供控制信号，您必须在SPI、I、I之间选择最适合您应用的数字接口²C、按钮和上下界面。我们已经了解了接口，这里我只列出了接口之间的一些关键区别。SPI型数字电位器的工作速度可达50兆赫时钟频率，而我²C类型可以支持标准和快速模式高达400 kHz的时钟速率。按钮数字式电位器可以通过添加两个按钮开关和上/下类型接口可由任何主机控制器或离散逻辑或手动旋转编码器操作。

内存

有不同类型的内部存储器用于电位器确定雨刷的起始位置，根据存储器的类型可以选择雨刮器的初始位置来得到变化。数字电位器中使用的四种内部存储器类型是仅易失性存储器，一次性可编程存储器(OTP)，多次可编程存储器(MTP)和EEPROM

电源电压

你必须知道可以施加在A, B和W端子上的最大信号电压，其中正V_DD和负V_党卫军定义电压边界。如果施加的电压超过限制值，V_DD或V_党卫军将由内部正向偏置二极管夹紧。

端到端的阻力

端对端电阻是任意两个端子之间的最大电阻值。端到端电阻的电位器范围很广，从1kΩ到1MΩ。最常用的数字电位器类型将有一个电阻10kΩ除了这个5,50和100kΩ数字电位器也被使用。

决议

分辨率是电位器的位值，用于确定雨刷的步长。您必须选择足够适合您的应用程序的分辨率。最常用的分辨率是8,5和10位。

性能

如果您希望电位器在应用程序中表现良好，您必须考虑以下关键参数，并选择适合您的应用程序的值。一些重要的关键参数是电阻公差误差，数字电位器温度系数和带宽

包

数字电位器可用于各种类型的包，如MSOP, SC70, TSSOP, SOIC等。分析您的应用程序，选择最合适的包，以更好和具有成本效益的交付操作。

数字电位器的应用

数字电位器可用于任何类型的应用，只要使用微调电位器或当前电阻器，因为它们可以由闭环控制。数字电位器最常见的应用是音频音量控制。下面给出了一个典型的应用电路图，其中AD5259 IC与一运放放大器IC控制输出音频的音量(增益)。

以下是数字电位器可以使用的一些应用

• 调节立体声和其他电器的音量
• 调整led的亮度和对比度
• 可编程调压器
• 传感器自动参考电路
• 改变模拟电路中的电阻
• 自动增益控制
• 用于传感器微调和校准仪表。
• 汽车电子的水平调整
• 可编程电源，滤波器，时间常数或延迟值。