上电噪声问题。音频电路在上电或电路切换瞬间,容易因电压突变而在喇叭中发出“砰蓬”声,对音质而言是一种噪音。有的数字电位器内置过零点电路,使音频电路上电或电路切换发生在电压过零点处,从而避免电压突变,消除了“砰蓬”声。数字电位器
音量调节均匀性问题。人耳对音频实际上是呈对数性反应而非线性。绝大部分机械电位器按线性设计,这样在调节音量大小时,声音强弱并不均匀增加或减少。数字电位器可按对数性即按dB设计,这样无需额外的电路设计而解决音量调节均匀性问题。
数字电位器还可以应用在数字滤波器电路中。下图为Analog Devices 公司给出的电路图和计算公式。需要特别注意的是数字电位器本身的带宽限制跟游标值的设定有关,详情请查阅厂家的应用手册。

数字电位器并不能完全取代机械电位器,原因有数字电位器输入电压必须在Vdd和Vss间的限定,电流的限定(如@1K=5.5mA@10K=0.55mA,详情请查datasheet),上电顺序的要求,上电初始化,EEPROM电可擦写存储器的考虑,数字接口的考虑和电阻值不能做得太大,在跟踪输入信号来调整增益时需考虑响应时间等。
结论:数字电位器较机械电位器最大缺点是目前还不能处理高电压大电流,但有非常多其它的优点可以使电子工程师开发更多新功能,降低成本。
数字电位器在应用中经常遇到的问题
数字电位器在我国还是近几年出现的新型器件,许在实际应用中对其不够了解,从而出现许多疑问,下面就经常出现的三个问题略作探讨。
按钮控制的数字电位器常出现按钮按下次数及输出值与预测值不符。 数字电位器本身能够承受的电流和电压有限,需要扩展。
在实际应用中数字电位器的阻值范围及分辨率不够,需要扩展。数字电位器
3.1 按钮控制数字电位器的防抖动和重复触发问题
上面的第一个问题所说按钮控制电位器的按键次数及输出值与预测不符,通常是其中某一档出现了重复触发动作,自然其按键次数和输出电位就会与预测值不符。出现这种现象的原因常是用了面包板做试验,或是使用了劣质按钮,造成接触不良,线路噪声加剧,或是人为按钮动作不规范引起。
美国XICOR公司提供的按钮式数字电位器的应用电路,直接用按钮来控制,就会有可能出现这些问题。X9511/14在其内部集成 了40ms延时的去抖动电路,
要求输入控制信号抖动时间短,信号有效时间在40ms~250ms之间,且在此期间不能出现干扰电平。但是由于实际应用情况不可预测,无法避免输入信号的抖动而造成输出的重复动作(按钮时间超过250ms也会造成输出的重复动作),而这却是许所不愿看到的。
为了控制输入信号的抖动和噪声影响,在数字电位器的控制端加上触发器,如图2所示,试验结果使输出稳定性有了较为明显的提高,但仍要求按钮动作干脆利落,且线路无干扰,最终表现在输入信号干净无波动,否则不能避免重复触发。
经过多次改进,图3电路则较好地决了以上问题。在按钮与控制输入端之间,加上如图3所示由一片与非门电路构成的单稳电路,具有成本低,电路简单,可防止抖动,并不会使输出重复动作的特点。

图2 加防抖触发器
图3中按钮K未动作时,控制端一定为稳定的高电平,一旦按钮按下,A点电位经电容C1通过电阻R1放电,到74HC00的输入低电平门限值,B点即为逻辑高,同时通过F点控制E点电平(D点原为高电平)翻转为低,启动X9511动作,此时由于电容C2电位不会立即变化,使D点保持原高电平不变,电容C2通过R2放电,经过一个暂态时间后到达门电路低电平门限值,使E点恢复高电平。之后无论按钮是否保持按下(使D点保持低),还是放开(F点为低),E点都将保持高电平状态。在暂态期间,E点低电平被锁定,即使电路在A点产生较强的电平抖动,也不会对输出有任何影响。由于电路在暂态时间内对噪声具有的屏蔽作用,而控制端低电平时
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图五