数字电位器与控制
数字电位器
数字电位器1. 简介数字电位器，也称为数字可变电阻器，是一种电子元件，可通过输入数字信号来控制电阻值的大小。
它是传统电位器的数字化版本，通过数字输入控制器（比如：微处理器、FPGA等）来调节电阻的数值。
数字电位器广泛应用于模拟电路、数字电路和通信系统等领域。
数字电位器的基本原理是通过调节开关阵列的开关通断情况来改变电阻的数值。
开关阵列通常由多个独立的开关组成，通过一个二进制编码的数字信号来选择需要通断的开关，从而改变电位器的电阻值。
2. 结构和工作原理数字电位器通常由以下几个主要部分组成：2.1 电阻元件电阻元件是数字电位器的核心部分，它决定了电位器的电阻范围和分辨率。
常见的电阻元件包括电阻网络、可调电阻等。
2.2 开关阵列开关阵列是用来控制电阻值的关键部分，它通常由多个开关组成。
每个开关可以独立地控制一个电阻单元的通断情况。
开关阵列的结构和排列方式会影响数字电位器的性能和特性。
2.3 数字编码器数字编码器用于将输入的数字信号转换为对应的开关控制信号。
常见的数字编码方式有二进制编码、格雷码等。
数字电位器的工作原理如下： 1. 输入数字信号经过数字编码器产生对应的开关控制信号。
2. 开关控制信号驱动开关阵列中的开关进行通断操作。
3. 根据开关阵列的通断情况，电阻元件的电阻值发生相应的改变。
4. 输出电路读取电位器的电阻值并进行相应的处理。
3. 应用数字电位器在电子工程领域有着广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：3.1 模拟电路中的电压和电流调节数字电位器可以通过改变其电阻值来调节模拟电路中的电压和电流大小。
通过精确控制数字输入信号，可以实现对电路参数的精确调节。
3.2 数字电路中的电压参考数字电路中常需要精确的电压参考值，数字电位器可以用作电压参考源。
通过调节电位器的电阻值，可以实现对电路中的电压参考值的调节和校准。
3.3 通信系统中的增益和衰减控制数字电位器可以用于调节通信系统中的信号增益和衰减。
数学电位器与控制实验报告
数学电位器与控制实验报告摘要：本实验旨在研究数学电位器在电路中的应用，通过实际搭建电路并进行实验，验证数学电位器的电阻值可通过调节旋钮来改变的特性。
实验结果表明，数学电位器在电路中可以起到精确控制电阻值的作用。
引言：数学电位器是一种常见的电子元件，它能够通过调节旋钮来改变电阻值，被广泛应用于电路中的信号调节、电流控制等领域。
本实验将通过搭建简单的电路来探究数学电位器的原理和应用。
实验仪器与材料：1. 数学电位器2. 电源3. 电压表4. 电流表5. 电阻箱6. 连线及插头等实验原理：数学电位器是由一条带有刻度的线性电阻元件和一个旋钮组成。
旋钮通过机械装置与线性电阻元件相连，当旋转旋钮时，线性电阻元件的有效电阻值也会相应变化。
数学电位器的电阻值可通过读取旋钮刻度来确定，从而实现对电路中电阻值的精确调控。
实验步骤：1. 首先，将电源连接至电路中，确保电源的正负极正确连接。
2. 将数学电位器连接至电路中，确保电阻箱的两端与电路的连接正确。
3. 打开电源，调节电阻箱的电阻值，记录电路中的电流和电压数值。
4. 通过旋转数学电位器的旋钮，调节电路中的电阻值，并记录相应的电流和电压数值。
5. 重复步骤4，多次调节旋钮，记录不同电阻值下的电流和电压数值。
实验结果与分析：通过实验数据的记录与分析，我们可以得出以下结论：1. 数学电位器的电阻值可通过旋钮的调节来改变，当旋钮旋转到不同刻度时，电阻值也相应变化。
2. 根据实验数据，我们可以绘制电流与电压的关系图表，从而得到数学电位器的电阻特性曲线。
3. 数学电位器在电路中起到了精确控制电阻值的作用，通过调节旋钮可实现对电路中电流和电压的精确调控。
结论：数学电位器是一种常见的电子元件，通过调节旋钮可改变电阻值，实现对电路中电流和电压的精确调控。
本实验通过搭建电路并进行实验，验证了数学电位器的电阻值可通过旋钮调节的特性，并得出了数学电位器在电路中的应用结论。
数学电位器的应用可以在电子领域中起到重要的作用，对电路的调节和控制具有重要意义。
数字电位器常见问题及应用经验总结
对于设计人员而言，数字电位器正变得越来越重要，它们具有很多优点，但也存在很多限制。
下面比较机械电位器，数字电位器的共同点和区别，并由此帮助读者了解如何使用数字电位器。
电位器的出现有很长的历史，它以各种方式应用在广泛的领域，如常数调整和测量领域。
最常见的莫过于设定和微调电阻值来微调电路，设置电平和调整增益等。
电位器也被用来设计机器人和工业设备中的位置反馈。
针对电位器需要考虑的各个方面，需针对特定应用的各种需求来设置。
如电位器上的最大电压，各臂所能提供的最大电流，能允许消耗的最大功率以及最需要考虑的电阻问题。
从功率到噪声的各个方面。
单个电阻的误差通常有+/-20%到+/-5%，温度也会造成电阻值的漂移，所以需要考虑电位器的精度，线性，单调性与否，是否考虑设计中其它因素。
比如人耳对声音的频率响应将比较重要。
断电与加电时电阻的变化，成本和体积，还有可靠性如装配，潮湿等。
在爱迪生一千多项的发明当中,电位器总是为人们所遗忘。
它是在十九世纪七十年代被发明并应用在开关中。
如图一所示。
经一百年来，随着材料及外形的改变，机械电位器在一些初级的应用中受到极大的关注。
无可置疑机械电位器和数字电位器有许多区别，而它们的共性却令人惊讶。
其中最大相同就是它们都具有可调性，能提供大范围的端到端电阻。
机械电位器可耐上千伏的高压，数字电位器受制于小体积通常电压在30伏以内。
机械电位器电阻容量也比数字电位器大。
然而我们只要稍加考虑就可以解决上述问题。
机械电位器受振动发生电阻飘移的时候会给设计造成问题。
机械电位器的接触点因磨损，老化而造成电阻增大或失效，进而使机械电位器的性能无法预知。
数字电位器则无因机械结构造成上述的问题，可以经上万次开关操作而依然保持一致。
数字电位器通常采用多晶硅或薄膜电阻材料，具有低噪声，高精度和优良的温度系数。
机械电位器和数字电位器尺寸大小比对如图二所示。
数字电位器另一个显著优点是可编程性，它可以象EEPROM一样电压编程来调节电阻，可以取代电压跟随器，还可以象数模转换器一样来控制或设置电压电流。
数字电位器的原理与应用
数字电位器的原理与应用1. 什么是数字电位器数字电位器（Digital Potentiometer）是一种可编程的电阻器，它可以模拟传统的机械电位器，但具有更高的精度和可编程功能。
数字电位器提供了一种数字控制方式来改变电阻值，使得电路调节更加灵活和精确。
2. 数字电位器的原理数字电位器的原理基于模拟信号转换为数字信号的思想。
简单来说，数字电位器由电压调节器、控制逻辑和电阻网络组成。
2.1 电压调节器电压调节器是数字电位器的关键组成部分，它可以将输入的电压信号转换为有效的控制信号。
电压调节器可以将输入电压分成多个离散的电平，并通过控制逻辑来选择输出。
这种方式可以实现电阻值的精确调节。
2.2 控制逻辑控制逻辑是数字电位器中的控制中心，它接收外部的数字控制信号，并将其转换为电阻值的变化。
控制逻辑通常由微控制器或FPGA实现，可以根据需要编程，实现各种功能和算法。
2.3 电阻网络电阻网络是数字电位器的核心组成部分，它由一系列离散的电阻单元组成。
电阻网络可以通过调整电阻单元的开关状态来改变总的电阻值。
通过控制逻辑的指令，电阻网络可以实现电阻值的调节。
3. 数字电位器的应用数字电位器由于其可编程性和精确性，在各种领域得到了广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：3.1 模拟信号调节数字电位器可以用于模拟电路中的信号调节，如音频放大器、滤波器等。
通过调整数字电位器的电阻值，可以实现对信号的增益、频率响应等参数的调节，从而实现音频信号的精确控制。
3.2 数字控制电路数字电位器可以用于数字控制电路中，如数字电源、自动控制系统等。
通过数字电位器的电阻值调节，可以精确控制电路的参数，实现高精度的数字控制。
3.3 数字电位器阻值校准数字电位器可用于阻值的校准和测试。
在一些测量系统中，数字电位器可以用来调节信号源的输出，以完成对测量设备的校准。
数字电位器的可编程性保证了校准过程的精确性和稳定性。
3.4 数据传输数字电位器也可用于数据传输中，如数字通信、存储器等。
详解数字电位器的原理与应用
详解数字电位器的原理与应用数字电位器（DigitalPotenTIometer）亦称数控可编程电阻器，是一种代替传统机械电位器（模拟电位器）的新型CMOS数字、模拟混合信号处理的集成电路。
数字电位器采用数控方式调节电阻值的，具有使用灵活、调节精度高、无触点、低噪声、不易污损、抗振动、抗干扰、体积小、寿命长等显著优点，可在许多领域取代机械电位器。
数字电位器一般带有总线接口，可通过单片机或逻辑电路进行编程。
它适合构成各种可编程模拟器件，如可编程增益放大器、可编程滤波器、可编程线性稳压电源及音调／音量控制电路，真正实现了“把模拟器件放到总线上”（即单片机通过总线控制系统的模拟功能块）这一全新设计理念。
目前，数字电位器正在国内外迅速推广，并大量应用于检测仪器、PC、手机、家用电器、现代办公设备、工业控制、医疗设备等领域。
1.基本工作原理由于数字电位器可代替机械式电位器，所以二者在原理上有相似之处。
数字电位器属于集成化的三端可变电阻器件其等效电路，如图l所示。
当数字电位器用作分压器时，其高端、低端、滑动端分别用VH、VL、VW表示；而用作可调电阻器时，分别用RH、RL和RW表示。
图2所示为数字电位器的内部简化电路，将n个阻值相同的电阻串联，每只电阻的两端经过一个由MOS管构成的模拟开关相连，作为数字电位器的抽头。
这种模拟开关等效于单刀单掷开关，且在数字信号的控制下每次只能有一个模拟开关闭合，从而将串联电阻的每一个节点连接到滑动端。
数字电位器的数字控制部分包括加减计数器、译码电路、保存与恢复控制电路和不挥发存储器等4个数字电路模块。
利用串入、并出的加／减计数器在输入脉冲和控制信号的控制下可实现加／减计数，计数器把累计的数据直接提供给译码电路控制开关阵列，同时也将数据传送给内部存储器保存。
当外部计数脉冲信号停止或片选信号无效后，译码电路的输出端只有一个有效，于是只选择一个MOS管导通。
数字控制部分的存储器是一种掉电不挥发存储器，当电路掉电后再次上电时，数字电位器中仍保存着原有的控制数据，其中间抽头到两端点之间的电阻值仍是上一次的调整结果。
数字电位器与控制
数字电子电路课程设计：数字电位器与控制一、实验目的根据时序图和真值表设计按钮控制数字电位器控制电路：1基本要求：按住控制键，数字电位器阻值连续变化。
2扩展要求：可使用Protues等软件进行仿真设计。
3扩展电路要求：按住控制键，数字电位器阻值连续变化且变化速度递增/递减。
二、实验仪器74LS132 2输入端与非门NE555X9C103 数字电位器二极管，电容，电阻，开关等三、实验原理（1）、X9C103一般说明X9C103 E2POT TM非易失性数控电位器,端电压±5V,100个抽头X9C13是固态非易失性电位器,把它用做数字控制的微调电阻器是理想的..X9C13是一个包含有99个电阻单元的电阻阵列.在每个单元之间和二个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点.滑动单元的位置CS,U/D和INC三个输入端控制.滑动端的位置可以被贮存在一个非易失性存贮器中,因而在下一次上电工作时可以被重新调用. X9C103的分辨率等于最大的电阻值被99除.例如X9C503(50千欧)的每个抽头间的阻值为505欧母.所有的Xicor非易失性存贮器都设计成并经过测试能够用于持久的保存数据的应用场合.特点：*低功耗CMOS——ＶＣＣ＝３Ｖ至５.５Ｖ——工作电流最大３mＡ——等待电流最大５００µA*99个电阻单元——有温度补偿——±２０％端点到端点阻值范围*１００个滑抽头点——滑动端的位置取决于三线接口——类似于ＴＴＬ升／降计数器——滑动端位置贮存于非易失性存贮器中。
可在上电时重新调用*滑动端位置数据可保存１００年*Ｘ９Ｃ１０３==10KΩ数控电位器控制时序图如下：CSINCU/D图1.1引脚配置及引脚说明从555电路的内部结构可知，这个控制端UC 电压是取自3只分压电阻R 1与R 2间，即取自比较器A 1的同相输入端。
UC 端的固定电压即比较器A 1的参考电压，由电路内的3只分压电阻决定，为固定的2U CC /3。
数字电位器作用
数字电位器作用
数字电位器是一种常见的电子元件，它在电路中起到调节电阻值的作用。
它可以通过调节旋钮或滑动杆来改变电阻值，从而控制电路中的电流或电压。
数字电位器的作用十分重要，它广泛应用于各种电子设备和系统中。
数字电位器可以用于控制音频设备的音量。
我们常常使用手机、电视、音响等设备来收听音乐或观看电影，而数字电位器正是控制这些设备音量的关键。
通过调节数字电位器，我们可以增大或减小音量，使音乐或影片的声音更适合我们的需求。
数字电位器还可以用于调节光亮度。
在一些电子产品中，比如电视、显示器、电子灯等，数字电位器可以控制光亮度的高低。
通过调节数字电位器，我们可以使屏幕的亮度更加明亮或更加柔和，以满足不同环境下的观看需求。
数字电位器还常用于控制温度。
在一些家用电器中，比如空调、加热器等，数字电位器可以调节设备的温度。
通过调节数字电位器，我们可以使室内温度升高或降低，以获得舒适的生活环境。
数字电位器还可以用于控制电子设备的频率。
在无线电通信领域，数字电位器可以通过调节频率来实现信号的调制和解调。
它在无线电收发器、调频电台等设备中起到了至关重要的作用。
数字电位器在电子设备和系统中发挥着重要的作用。
它可以用于调
节音量、光亮度、温度和频率等参数，以满足人们的各种需求。
无论是在家庭生活中还是在工业生产中，数字电位器都扮演着不可或缺的角色。
它的出现使得我们的生活更加便利，也推动了科技的发展和进步。
什么是电子电路中的数字电位器它们有什么作用
什么是电子电路中的数字电位器它们有什么作用在电子电路中，数字电位器是一种用于调节电路中电压或电流的元件。
它们被广泛应用于各种电子设备中，如通信设备、计算机和消费类电子产品。
数字电位器通过改变电阻值来调节电路的参数，从而实现电路的功能控制和调整。
数字电位器通常由一个调节旋钮和一组电子开关组成。
调节旋钮用于手动控制电位器的数值，而电子开关用于根据输入信号或电路需求自动调节电位器的数值。
这些开关可以实现数字信号的转换和控制，使得电路可以根据需要实现不同的功能。
数字电位器可以分为单通道和多通道两种类型。
单通道数字电位器只有一个可调节的输出通道，而多通道数字电位器则可以同时调节多个输出通道。
多通道数字电位器的应用范围更广，可以同时调节多个电路参数，提高电路的灵活性和功能性。
数字电位器在电子电路中有许多重要的作用。
以下是其中几个常见的应用：1. 电压调节：数字电位器可以用于调节电路中的电压，使得电路可以适应不同的电源电压或需求。
通过改变电位器的数值，可以调整电压引脚之间的电压差，从而实现对电路功能的控制。
2. 电流控制：数字电位器可以用于控制电路中的电流大小。
通过改变电位器的数值，可以调节电流引脚之间的电阻，从而改变电路中的电流流动。
这在一些需要对电流进行精确控制的应用中非常重要。
3. 信号选择：数字电位器可以用于选择不同的输入信号或输出信号。
通过改变电位器的数值，可以选择不同的输入通道或输出通道，从而实现对信号的选择和切换。
4. 数字转换：数字电位器可以用于将模拟信号转换为数字信号或数字信号转换为模拟信号。
通过改变电位器的数值，可以将输入信号转换为数字形式进行处理或将数字信号转换为模拟形式进行输出。
5. 参数调节：数字电位器可以用于调节电路中的各种参数，如频率、幅度、相位等。
通过改变电位器的数值，可以实现对电路参数的精确控制，从而满足不同的应用需求。
总之，数字电位器在电子电路中具有重要的作用。
它们通过调节电路的电压、电流和信号选择等功能，实现了电子设备的灵活性和可控性。
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数字电子电路课程设计：数字电位器与控制
一、实验目的
根据时序图和真值表设计按钮控制数字电位器控制电路：
1基本要求：按住控制键，数字电位器阻值连续变化。
2扩展要求：可使用Protues等软件进行仿真设计。
3扩展电路要求：按住控制键，数字电位器阻值连续变化且变化速度递增/递减。
二、实验仪器
74LS132 2输入端与非门
NE555
X9C103 数字电位器
二极管，电容，电阻，开关等
三、实验原理
（1）、X9C103一般说明
X9C103 E2POT TM非易失性数控电位器,端电压±5V,100个抽头
X9C13是固态非易失性电位器,把它用做数字控制的微调电阻器是理想的..
X9C13是一个包含有99个电阻单元的电阻阵列.在每个单元之间和二个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点.滑动单元的位置CS,U/D和INC三个输入端控制.滑动端的位置可以被贮存在一个非易失性存贮器中,因而在下一次上电工作时可以被重新调用. X9C103的分辨率等于最大的电阻值被99除.例如X9C503(50千欧)的每个抽头间的阻值为505欧母.
所有的Xicor非易失性存贮器都设计成并经过测试能够用于持久的保存数据的应用场合. 特点：
*低功耗CMOS
——ＶＣＣ＝３Ｖ至５.５Ｖ
——工作电流最大３mＡ
——等待电流最大５００µA
*99个电阻单元
——有温度补偿
——±２０％端点到端点阻值范围
*１００个滑抽头点
——滑动端的位置取决于三线接口
——类似于ＴＴＬ升／降计数器
——滑动端位置贮存于非易失性存贮器中。
可在上电时重新调用*滑动端位置数据可保存１００年
*Ｘ９Ｃ１０３==10KΩ
数控电位器控制时序图如下：
CS
INC
U/D
图1.1引脚配置及引脚说明引脚配置如图1.1所示。
的3只分压电阻决定，为固定的2U CC /3。
如果对UC 端另加一个随时变化的电压，那么这个参考电压就不再是固定的2U CC /3，而是一个随外加电压变化的参考电压。
在多种多谐振荡器中，5脚总是通过一只电容接地的，其目的是防止外界杂波的干扰使5脚电压发生变化，以使其保持一个稳定的2U CC /3。
而在压控振荡器电路中，5脚则是用来加入控制电压的。
当对5脚加上不同的控制电压后，两个比较器的参考电压就发生了变化，555电路的阀值电压和触发电压就跟着发生变化，整个振荡电路的振荡频率也就随之发生了变化。
]
5[在555电路的实验过程中，它有一个接通电压U T+和一个断开电压U T-，它们分别
是U T+=2U CC /3和U T-=U CC /3。
这一工作特性是当U CT =0时的情况。
在这一情况下，振荡电路的输出脉冲频率可按公式
C
R R C R R T f B A B A )2(443.1)2(7.011+=+==
式① 计算。
当UC 端加上某一控制电压后，例如加上低于2U CC /3的电压时，电路的阀值电压U TH （即U T+）跟着发生变化，使U TH 变为U CT ，U TR 变为U CT /2。
由于新的阀值电压比原来的阀值电压要低，所以电容C 充电到新的阀值电压所需的时间比原来需要的时间要短。
而电容C 的放电时间是和U T+与U T-的比值有关的，虽然新的阀值电压低了，但他们的比值不变，所以放电时间不变。
这样，就使得新的输出波形的脉冲周期t 1和T 变短了，也就是振荡频率变快了。
曲线如图3
]
6[所示。
U O
U U U U T+'（U CT ）
T-'（1/2U CT ）
图3、输出波形的周期
根据上述分析指导，如果在控制端UC 上加上高于2U CC /3的电压，则输出波形的脉冲周期t 1和T 要变长，对应的振荡频率就会变低。
综上所述，当对UC 端加上低于2U CC /3的控制电压后，会使输出脉冲的周期t 1和T 变短，振荡频率加快；反之，当对UC 断加上了高于2U CC /3的控制电压后，会使输出脉冲的周期t 1和T 变长，振荡频率变低。
压控振荡器就是根据这一原理工作的。
在具体的实用电路中，加在5脚的控制电压有各种各样的形式，随着电路在不同的应用处所而不同。
四、 实验步骤
1、电路设计介绍：
这个电路是由压控振荡器和数字电位器两个原件的原理得来的。
首先，用NE555组成一个可以提供稳定方波信号的压控振荡器，如下图
这个稳定的方波信号（INC1'）输入数字电位器变成了一个可变的电阻，再把这个可变电阻接入一个新的压控振荡器中。
因为C
R R C R R T f B A B A )2(443.1)2(7.011+=+==
，所以通过改变电阻，使得产生的方波信号频率发生改变。
从而得到一个可控频率的方波信号（INC2'）。
如下图
然后通过两个与非门和一些逻辑关系实现用开关控制两个数字电位器的CS'和U/D'，从而控制Vw的变化。
下面是实验效果图：
减小按钮一直按动的仿真波形图（由上到下分别为INC2'，INC1'，Vw）
增加按钮一直按动的仿真波形图（由上到下分别为INC2'，INC1'，Vw）
2、焊接
这次焊接是我第一次焊接，开始的时候并不熟悉焊接的方法，所以出现了虚焊的现象，不过通过不断的练习和尝试，焊接逐渐熟练起来，用的时间越来越少，学会不少焊接的方法。
这次试验亲身完整体验了一下焊电路板的过程。
在焊接过程中，也做了一些小创新使得焊接变得更为轻松。
不过总体来说焊接还算顺利。
五、实验小结
通过这次设计实验，我们亲身体验了一把完整的制作电路板过程，从查询资料了解新器件的功能到设计自己的电路图，再到自己焊接电路，这个过程让我学会了很多东西，我不进学会了如何利用各种资源查询器件功能，也更深入的了解到了此次试验所用的所有器件的功能和使用方法，而且还学会了如何焊接自己设计的电路，总而言之，这次实验我受益匪浅啊！。