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比较数字电位器来机械
电位器
作者：
邦妮C·贝克，
微芯片技术公司
早期的机械式电位器是由wrap-建
执行ping围绕圆柱体的电阻丝。有了这个CON-
梁支，从一个刮水器动作卷绕到
下一个。由于雨刮器是在元件移动，有
在电阻不连续的步骤。在此之后的风格
制造，机械电位计建
使用筛选到一个电阻厚膜
陶瓷基板。采用这种结构，在所述变化
在元件电阻是连续的。
有各种各样的电阻材料的所使用的
通过机械电位器的厂家。他们
包括模塑导电胶，导电胶
膜，屏蔽导电塑料，金属陶瓷。每
电阻材料有自己的一套性能煤焦的
Cucumis Sativus查阅全文。本应用笔记下数字电位
ETER只会相比更受欢迎的金属陶瓷
电位器。金属陶瓷是一厚膜电阻材料
这是陶瓷或玻璃与细颗粒的混合物
精密的金属，如银，铂，铑，或
黄金。机械电位器滑动的雨刮器
沿上的电阻材料的距离设置
一个模拟电阻输出具有无限数量的
横跨元件的跨度位置。
介绍
电阻电位器可以在电子税务局局长被发现
cuits在广泛的应用范围。最典型
ically ，它们在一个分压器配置的功能
为了执行不同类型的任务，如偏移
或增益调整。这两种类型的电位器的COM
相比本应用笔记是机械电位
位计（也称为微调电位器）和
数字电位器。物理描述和税务局局长
这两个装置的扣器模型示于图1中。
机械电位器的基础知识
电位器在市场上的第一种类型是
机械性的。这种类型的电位仍
雨刮器的使用和调整是imple-
通过扭转把手，移动滑块，或者使用mented
螺丝刀。虽然这个方法看起来别扭，
给定的数字电位器的出现，的机械
CAL电位还是找到自己的方式为各种elec-
TRONIC电路。
PA
PW
PB
PA
PW
PB
联系
阻力
雨刮器
阻力
MCP41010
数字
电位器
模型
印刷电路板的一个例子
安装机械
电位器
机械
电位器
模型
MCP42010
图1：
机械电位计被构造成使得用户能够容易地调整位置
刮水器（PW）用手或用一个螺丝改锥。数字电位器被制造，以使
抽头的位置是通过一个串行数字代码装置调节。数字电路表示
电位器和机械电位基本相同。
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机械电位器的金属触点
可能会影响器件的性能和可靠性。
性价比较高的电位器使用多手指做
从以促进更长的寿命作为贵金属
以及提高所有环境的电气性能
求。这些高品质电位器都没有
包括在本应用笔记讨论。
除了在制作和功能的基本差异
这两种风格电位族体，有
几种规格描述的差异，
这些装置进一步的相似之处。
电阻元件的变化所致
环保自行车
如温度或湿环境的环境变化
两者均可以具有应用电路上产生不良影响
其中，机械电位器。自
机械式电位器具有运动部件，它们
可以向这些类型的环境更加敏感
变化。一个典型的机械potenti-的反应
ometer到这些类型的环境变化是
在表1中示出。
环保活动
（每MIL- R- 94标准）
温度循环
高温
曝光
湿度游览
最大允许
电阻变化
机械
电位器
±1%
to
±10%
±2%
@ 125
°C
250
小时
±15%
数字电位器的基础知识
数字电位器（图2）中进行了介绍
机械电位器后市场。数码
电位器是使用相同的硅制造技
术中采用有源模拟和数字集成税务局局长
cuits使用。这个装置包括一个组合
分段的电阻元件和片上开关。
电阻元件是使用标制
准p型硅扩散。每个电阻元件
可以从一侧被切换到的另一侧
雨刮器使用串行数字指令。
数字电位表现出相同的fundamen-
TAL操作的机械电位器具有一个
主要的例外。滑动端的位置是数字亲
编程和微控制器。调整这种风格
换货使设计人员能够调整电路性能
动态地使用数字控制器。附加
可编程性提供了一个解决方案，其中人
不需要干预。有了这个“放手”亲
grammability ，数字电位器提供显
斜面灵活性，适用于各种应用。
由于本系统是数字的，擦拭器的数量
位置不再是无限的。例如， Microchip的
MCP41XXX和MCP42XXX系列电位器
都是8位，并有256个不同的线性位置沿
总的电阻元件。
PW0 PA0 PB0
表1：
环境可以具有
对机械的可靠性产生不利影响
电位器。在此表中的规格
取自更高质量的数据表
机械式电位器。
PA1 PW1 PB1
RDAC1
数据寄存器0
D7
D0
RDAC2
数据寄存器1
D7
D0
RS
解码
逻辑
CS
D7
D0
16位的移位寄存器
SCK
SI
SO
SHDN
图2：
这是一个双数字电位器的一个例子。数字电位器是通过编程
一个串行接口。
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因为数字电位计使用的是制
标准的CMOS工艺，没有移动部件，所述
反应到这些环境变化显
着降低。
为1kΩ通过1MΩ 。该系列电位器均
在这两个数字和机械电位可用
ETERS 。
总电阻容差
之间的元素的总电阻容差
终端PA和PB端子因器件而异的部分。
随着数字电位计，方差依赖
在电阻材料的加工方差和
开关。典型的数字电位器总电阻
公差之间
±20%
to
±30%.
在另一
另一方面，在机械的金属陶瓷材料的方差
电位范围
±10
to
±25%.
尽管似乎有某种程度差的
数字电位器与机械之间
电位器，标称电阻的可变性
这两种设备是大大高于标准1 ％时，
分立电阻。在一些应用中，这些容
ANCE值则可能会出现过大的误差。为
额外的设计帮助，请参阅众多电路
思想Microchip的应用笔记AN- 691 ， “ Optimiz-
荷兰国际集团数字电位器电路，以减少绝对
和温度变化“ 。
振动或冲击
振动或冲击也可能对一个应用程序的作用
阳离子电路通过引起身体运动。所有
被焊接在PCB上的器件可以有故障
由于震动或冲击，但该移动机构
机械式电位器还可以移动。
一个典型规格的机械电位器
将是一个
±2%
改变由于跨越振动
从10Hz到2kHz的。描述的另一种方法
运动对机械电位的影响
是力量。对更高质量通常20GS力
机械电位会引起最大的
±1%
电阻的变化。
因为有在数字电位没有移动部件
TER值，该元件将保持不变与振动
或冲击试验，除非发生不连续的PCB
建设。
平均无故障时间生活
一种类型的失效是定量与机械
电位是平均时间的失效寿命
雨刮调节能力。一个典型的规范
这种类型的故障是，该装置可以外加
VIVE几百个周期没有间断。一
周期定义为整个改变抽头位置
满量程一次。随着薄膜的机械potentiome-
TER值，如那些构成金属陶瓷，故障
反复循环导致表现为
性能降低。
由于数字电位器的滑动端被控制
通过电开关，所述电阻元件是不
通过反复循环进行。因此，数字
电位器是一种更可靠的解决方案。
温度COEF网络cient
机械电位器和数字电位器
温度漂移。典型漂移specifi-范围
阳离子为机械电位的总电阻
位计是
±100ppm/°C
to
±300ppm/°C.
典型
漂移与温度规格为数字
电位器左右
±800ppm/°C.
与这两种类型
电位计的，温度系数differ-
PA之间的A元素之间的ENCE （电阻
和PW负抽头电阻）和B元素
（ PB和PW减去雨刮器电阻之间的电阻
tance ）是非常低的。
这些规范的幅度可能会或可能不会
影响电路的性能。如果它被发现
他们这样做，很多线路的想法都可以在微
芯片的应用笔记AN- 691 “优化数字
电位器电路，以减少绝对和温
perature变奏曲“ 。
额定总电阻
一个电位器的标称总电阻是
典型的规定电阻（以欧姆为单位） ，可以测
终端PA和每个终端PB之间sured
为数字电位图1的典型值是
为10kΩ ， 50kΩ和100kΩ的。标称电阻值
以下为10kΩ难以在硅实现
由于开关电阻。值高于
100kΩ的是可能的，但需要更多的硅片，这
增加了设备的成本。
机械potenti-的选择范围
ometer是相当广泛的，其值，如10Ω ，
20, 50, 100, 200, 500, 1k, 2k, 5k, 10k,
20kΩ时，为25kΩ ， 50kΩ的， 100kΩ的， 250kΩ ， 500kΩ的， 1MΩ ，并且
2M.
机械电位计可以考虑
由于广泛的标称电阻的吸引力
tance产品。然而，最常见的标称
在调整型电路中使用的电阻范围
额定功率
机械式电位器可以承受更大的功率
耗散比数字电位器。它不是
不寻常的有机械电位器是
能够耗散0.5W @ 70℃ （通常指定
为1000小时） 。然而，机械的刮水器
电位器通常只能进行到1mA的
电流。这成为一个限制，如果电位计
被构造成使得雨刮器被直接连接到
A端或终端B.
数字电位器能够进行的
功率高达0.0055W @ 70℃。它也有一个1毫安MAX-
imum雨刮器的电流限制。
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温度范围
无论是机械式电位器和数字电位
ometer被指定为能够工作于行业
试验温度范围为-40 ° C至85°C 。最典型的是，
机械电位器的额定工作
在-55 ° C至125°C的军事范围内。
参考文献：
贝克，邦妮C. ，
“优化数字电位计
电路，以减少绝对温度和杂物 -
范“ ，
AN- 691 ，微芯科技公司
托德，卡尔·大卫，
“电位器手册：
用户指南“ ，以高性价比的应用” ，
麦格劳 -
山， 1975年。
贝克，邦妮C. ，
“使用数字分压器
优化精密单电源光电探测
电路“ ，
AN- 692 ，微芯科技公司
贝克，邦妮C. ，
“使用数字电位器到
设计低通滤波器可调“ ，
AN-737,
微芯片技术公司
结论
机械式电位器具有的优势条件
具有多种可用的和更严格的值
规格如标称阻值，公差，
温度系数，额定功率和温度
各种规格。但在许多应用中的过
骑因素与环境和了可靠性
性的问题。这些特征不一定是
由机械式电位器供应商指定的。
数字电位器齐头并进的驱动器
对数字化系统控制。这种类型的电位的
ETER是相当多的强劲，它的前身，
机械电位器，在使用环境方面
TAL暴露的问题和长寿与重复使用
雨刮器。但除了可靠性问题，数字
电位计提供了放手可编程性。这
可编程性还允许用户重复和
可靠地返回到相同的滑动端位置。
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注意事项的PICmicro代码保护功能的以下细节
微控制器。
Microchip的产品均符合包含在Microchip数据手册中所述的技术指标。
Microchip确信： Microchip系列是其在市场上的同类当今最安全的产品之一，
以预期的方式和正常条件下使用时。
有用来破坏代码保护功能恶意，甚至是非法手段。所有的这些方法中，据我们所知
边缘，需要使用单片机进行包含在数据表中的操作规范以外的方式。
这样做的人可能从事侵犯了知识产权。
Microchip愿与客户谁是关心他们的代码完整性的工作。
Microchip或任何其他半导体厂商均无法保证其代码的安全性。代码保护并不
意味着我们保证产品是“牢不可破”的。
代码保护功能处于持续发展中。我们Microchip承诺将不断改进的代码保护功能
我们的产品。
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并被传输，暗示或其他方式，在任何知识产权
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商标
Microchip的名称和徽标组合，Microchip徽标，
K
EE
L
OQ
， microID ， MPLAB ， PIC ， PICmicro单片机， PICMASTER ，
PICSTART ， PRO MATE ， SEEVAL和嵌入式控制
解决方案公司的注册Microchip的技商标
术Inc.在美国和其他国家。
的dsPIC ， ECONOMONITOR ， FanSense电路， FlexROM ， fuzzyLAB ，
在线串行编程ICSP ， ICEPIC ，微创，
迁移内存， MPASM ， MPLIB ， MPLINK ， MPSIM ，
MXDEV ，人保财险， PICDEM ， PICDEM.net ， rfPIC ，选择模式
和Total Endurance均为Microchip的技术商标。
在U.S.A.成立
序列号的快速批量编程（ SQTP ）是一个服务商标
为Microchip Technology Inc.在美国
本文提及的所有其他商标均为其财产
各自的公司。
2002年，微芯科技股份有限公司，印中
美国，并保留所有权利。
再生纸印制。
芯片通过了QS- 9000质量体系
认证的全球总部，
设计和晶圆生产厂
钱德勒和亚利桑那州在1999年7月
公司的质量体系流程和
程序是QS -9000标准对其
的PICmicro
8位MCU ，K
EE
L
OQ
跳码
器件，串行EEPROM和microperipheral
产品。此外， Microchip的质量
系统的设计和制造的
开发系统通过了ISO 9001认证。
2002年Microchip的科技公司
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