X9C104最小應用板外形

 

zheleiqijianjuyoushuzishezhiyijidiaodianbaocunshezhidegongneng，keyitidaiyibandedianweiqiduimonidianludeyixiecanshujinxingxiugai
，shidedianlunenggoudeyixiecanshunenggoubijiaorongyijinxingxiugai。

 

X9C104的內部邏輯結構

 

如果使用X9CXXX係列的電位器處理直流或者低頻交流信號，它的精度和線性特性還是非常好的。

 

下圖顯示了對於X9C104的一百個中間抽頭位置所對應的電阻測量值繪製的曲線，看可以看出電位器的精度還是非常高的。

 

對於X9C104中間抽頭對電阻測量值

 

使用X9C104對於直流電壓或者低頻交流信號進行分壓，分壓輸出與X9C104的中間抽頭的位置之間也具有非常好的線性性質。

 

下圖顯示了對於10Hz低頻交流信號進行分壓輸出的效果
，即輸出信號隨著電位器中間抽頭位置變化而基本上線性增加。

 

對於10Hz低頻信號的分壓輸出與抽頭位置之間的關係

 

但是，如果信號的頻率繼續增加，數字電位器的分壓比就與電位器中間抽頭的位置的關係就逐漸不是線性關係了。

 

下圖顯示了頻率為20Hz的時候，輸出信號的幅值與電位器中間抽頭位置之間的關係：

 

對於20Hz低頻信號的分壓輸出與抽頭位置之間的關係

 

輸出電壓與中間抽頭位置之間就不再是線性變化，反映了數字電位器的分壓比與中間抽頭位置關係也發生了變化。

 

上麵特性顯示了數字電位器與實際機械電位器之間的區別。

 

如果繼續增加信號的頻率，這種非線性就會變得越來也明顯。下麵分表顯示了頻率為50
，100, 200,1000,2000,5000,10000等不同頻率下，實際測量的數據結果。

 

對於50.18Hz信號的分壓輸出與抽頭位置之間的關係

 

對於100.2Hz信號的分壓輸出與抽頭位置之間的關係

 

對於200.8Hz信號的分壓輸出與抽頭位置之間的關係

 

對於505.3Hz信號的分壓輸出與抽頭位置之間的關係

 

對於1000.4Hz信號的分壓輸出與抽頭位置之間的關係

 

對於2000.2Hz信號的分壓輸出與抽頭位置之間的關係

 

對於5004.7Hz信號的分壓輸出與抽頭位置之間的關係

 

對於10047Hz信號的分壓輸出與抽頭位置之間的關係

 

從上麵測量不同頻率下數字電位器分壓效果來看，頻率越高，輸出分壓比與電位器活動端位置之間就越發呈現非線性。

 

仔zai細xi觀guan察cha輸shu入ru輸shu出chu之zhi間jian的de波bo形xing也ye會hui看kan到dao它ta們men之zhi間jian存cun在zai著zhe相xiang位wei差cha。這zhe說shuo明ming，數shu字zi電dian位wei器qi中zhong除chu了le電dian阻zu之zhi外wai

，還hai存cun在zai著zhe比bi較jiao多duo的de寄ji生sheng電dian容rong，它ta們men影ying響xiang了leX9C104器件在高頻下的性能。

 

 

下麵是將上麵不同頻率下的分壓比與電位器活動端位置之間的關係繪製在同一張圖表中。

 

 

不同頻率下數字電位器的分壓比與電位器活動端位置之間的關係

 

為了分析這些寄生電容對於X9C104的影響，下麵假設器件的活動端對地和電源之間分別具有寄生電容C1,C2，具體結構如下圖所示：

 

數字電位器中的寄生電容簡化結構

 

為了分析方便，這裏假設寄生電容C1,C2是固定值
，與活動端的位置沒有關係。

 

在此情況下，可以得出對不同頻率下，輸入輸出之間的關係表達式：

 

數字電位器等效電路輸入輸出之間的表達式

 

上麵公式中r表示電位器的分壓比，因此r*R代表中間抽頭到地之間的電阻值。符號//表示並聯關係
，從而簡化了表達式的書寫。

 

上麵的電容參數可以使用手持RLC表進行測量。如下是測到的一組測量近似關係：

 

 

使用上述參數
，假設所使用的輸入電壓UI=2.2V

，可以計算出輸出電壓在頻率分別是10,20,50,100,200,500,1000,2000,5000,10000Hz下的電壓曲線，對比前麵測量的結果


，可以看出它們之間是非常接近的。這說明上麵假設的寄生電容電路具有很大的合理性。

 

使用前麵假設的寄生電容參數
，繪製的輸出電壓與分壓比r之間的曲線

 

如果數字電位器應用在交流信號電路中，則需要考慮到寄生電容對於電路的影響。

 

為了降低寄生電容的影響，除了考慮電路的拓撲結構
，電路的工作頻率之外
，也可以使用X9C102這類總阻值小的電位器，這可以降低寄生電容對於電路阻抗的影響。

 

作者：卓晴，來源：TsinghuaJoking

 

 

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