
数字电位器 (Dpot) 是否可以代替图 1 中的机械 R2。图 2显示了看似可能的 Dpot 拓扑。

增益 = (R2ds/(R1 + R2ds + Rw))(R3/(R2(1 –图 2 R2 的功能与图 1 相同,但 R4 R5 C2 提供直流偏置,以适应双极性信号。但 Rw 滑动电阻效应如何?
仔细检查后,发现效果并不理想。这是因为雨刮电阻干扰了 R2 两半的隔离,而这恰恰是原始电路工作的根本原因。图 3显示了我终采取的修复方法。

图 3围绕 A2 的正反馈回路和负反馈回路结合起来,产生有源负阻 = -R4。
及其周围的网络是这一技巧的基础。它们产生主动负电阻效应,从 Rw 中减去,如果调整为 R4 = Rw,理论上(工程师不喜欢的词)可以完全抵消它。
拨出 Rw 的快速方法是将 Dpot 设置写入零,提供 ~1v rms 输入,然后修剪 R4 以使输出为零。
以下是一些负电阻计算。注意 Vp# = A2 引脚 # 处的电压信号。
令 Iw = 雨刮器信号电流,则
–
(负反馈)
(正反馈)
–
–
如果 R4 = Rw,则
(Rw 已被取消!)
增益 = (R2ds/(R1 + R2ds))(R3/(R2(1 –
图 4中的红色曲线将图 2 中的行为与(未补偿)Rw = 150 Ω(对于图示的 Microchip Dpot 来说是合理的)进行比较,而黑色曲线显示了当 R4 = Rw = 150 Ω 时发生的情况。将其与使用机械电位器的原始(图 1)电路的性能进行比较,如图5所示。
当然,在 Dpot 的整个设置范围内,Rw 消除的完美程度并不比 R5R6 提供的 2.5v DC 偏置下 Dpot 的 257 个不同抽头上的 Rw 匹配更好。给定电位器的电阻阵列内的典型匹配看起来不错,但这不是制造商的承诺,制造商只承诺了 +/-20% 左右的倍数。但将 Rw 降低 5 倍仍然有用。

图 4红色曲线表示未补偿的 Rw (~150 Ω),请注意跨度两端的 20 dB 损耗。黑色曲线表示用负电阻补偿 Rw 的情况 (R4 = Rw = 150)。

图5使用机械电位器的增益曲线与带有负电阻Rw补偿的Dpot相同。