數(shù)字電位器（也稱為阻性數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，或者非正式地稱為“digipot“）是一種數(shù)字控制的電子組件，它模擬了機械電位器的功能。它經(jīng)常被MCU用于微調(diào)和縮放模擬信號。

數(shù)字電位器：digital potentiometer

內(nèi)部原理

數(shù)字電位器可以由電阻階梯（resistor ladder）集成電路或數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器構(gòu)建，其中電阻階梯結(jié)構(gòu)更為常見。電阻階梯上的每個抽頭都有自己的開關(guān)，可以將該抽頭連接到電位器的輸出端。階梯上選擇的抽頭位置確定了數(shù)字電位器的電阻比。抽頭數(shù)通常用位值表示，例如8位相當于256個抽頭；8位是最常見的，但5位到10位（32到1024個步驟）之間的分辨率也可用。數(shù)字電位器使用的協(xié)議有 I2C 或 SPI；有些使用更簡單的上升/下降協(xié)議。數(shù)字電位器的典型用途包括需要對放大器（通常是儀器放大器）、小信號音頻平衡和偏移調(diào)整進行增益控制的電路。

缺點

雖然與普通電位器非常相似，但數(shù)字電位器對流過其的電流有限制，比如 MCP4XXXX 系列的電流限制為 1mA 。此外，大多數(shù)數(shù)字電位器將兩個輸入端（A、B）的電壓范圍限制在數(shù)字電源范圍內(nèi)，因此可能需要額外的電路來替代傳統(tǒng)電位計（盡管也有數(shù)字電位計可使用獨立的雙電源模擬電壓）。此外，數(shù)字電位計的電阻值具有離散的步進，而不像多圈電阻式電位計那樣可以獲得看似連續(xù)的控制。

易失性數(shù)字電位器與機電式電位器的不同之處在于，在上電時，電阻會恢復到（可能）不同于上次斷電時的值。同樣地，它們的電阻只有在正確的直流供電電壓下才有效。當電壓消失時，兩端點和滑動觸點之間的電阻是不確定的。在運算放大器電路中，機械電位器的斷路阻抗可以幫助穩(wěn)定電路在上電階段的直流工作點。但是當使用數(shù)字電位器時，可能就不是這樣了。

無論是機械式還是數(shù)字式電位器，一般都有較差的公差（通常為±20%），較差的溫度系數(shù)（每攝氏度可達數(shù)百ppm），以及一個停止電阻，通常約為滿量程電阻的0.5-1%。注意，停止電阻是指當端子到滑動點的電阻設(shè)為最小值時的殘余電阻。

對于數(shù)字電位器，其實際阻值可能取決于供電電壓。

數(shù)字電位器由于器件中的寄生電容而導致其帶寬有限。端到端阻抗較低的器件通常有更大的帶寬。

數(shù)字電位器中的傳輸門/開關(guān)元件會引起諧波失真。

使用乘法DAC作為數(shù)字電位器可以消除大部分這些限制。通?？梢詫崿F(xiàn)+15V到-15V的信號范圍，有16位的控制，即65535個離散的設(shè)定點，而漂移和非線性都可以忽略不計。但是DAC每次系統(tǒng)上電時都需要初始化，這通常由嵌入式微控制器中的軟件來完成。乘法DAC不能直接用作電阻器（2線連接），但在這種模式下，數(shù)字電位器由于其溫度系數(shù)和電阻公差也表現(xiàn)不佳。

應(yīng)用

LCD-對比度/亮度

傳感器校準

數(shù)字音量控制

可編程比較器

可編程低/高通濾波器