发布时间：2020-12-17 阅读量：2048 来源: 发布人: lina
如何使用数字电位器来产生可调电压输出？答案是：使用按钮式数字电位器。
本文介绍一款利用按钮式数字电位器简单高效地控制高达20 V电压的完整解决方案。这款完整的解决方案提供一种可调电源，可用于需要可调电压输出的各种应用。图1显示具有可变输出功率的相应开关稳压器，使用AD5116数字电位器和具有集成式推挽输出级的ADCMP371比较器。通过添加开关，而不是按钮，可以使用微控制器来调节电压。
AD5116具有64个可用的游标位置，端到端电阻容差为±8%。此外，AD5116包含一个EEPROM来存储游标位置，可通过按钮手动设置。对于需要固定标准上电电压的应用，这个功能非常有用。
该电路由电压VIN供电，最高可达20 V。AD5116和ADCMP371的电源电压VDD也可由VIN生成，例如，通过ADP121等稳压器。
图1.带可变输出、通过按钮控制的高压开关稳压器。
电路工作原理
输出电压VOUT通过反馈网络的开关频率控制。通过分压器反馈到比较器，然后与数字电位器设置的基准电压进行比较。如果从VOUT获取的电压高于基准电压，比较器输出切换到低电平，以阻隔NMOS晶体管T1和PMOS晶体管T2，从而降低VOUT。如果从VOUT获取的电压低于基准电压，比较器输出切换到高电平，两个晶体管切换到导通状态（饱和），从而增加VOUT。通过这种基于比较的功能，晶体管在开启/关断模式下以短脉冲工作，使各晶体管保持低损耗。除电位器的输出电压外，开关频率还受VOUT的负载影响。
随着数模转换器(DAC)输出电压增高，T2关断的时间变长，比较器输出相应增高。比较器输出提供一系列更高频率、速度更快的正电源输出脉冲。如果DAC输出电压降低，则情况相反。
经过滤波的VOUT通过公式1确定。
VW为电位器抽头W处的DAC输出电压。
AD5116的A抽头和B抽头之间的电阻标称值为5 kΩ，划分为64级阶跃。在量程的较低端，典型游标电阻RW降至45 Ω到70 Ω之间。相对于GND的VW输出电压为：
其中RWB为：
RWB是抽头W和较低端的GND之间的电阻值。
RAB为电位器的总电阻。
VA为分压器串顶端的电压；在本例中，它等于VDD。
D为AD5116的RDAC寄存器中二进制代码的十进制等效值。
AD5116的RDAC寄存器通过按钮PD和PU进行控制。默认的上电位置（例如VOUT = 0 V）可以通过ASE引脚存储在电位器的EEPROM中。
滤波器输出：减少纹波
为了获得平稳的输出电压VOUT并减少开关T1和T2导致的纹波，需要使用额外的滤波器电路（参见图2）。在设计此滤波器时，需考虑AD5116的最大和最小开关频率，以及其工作电压范围。
对于图2所示的电路，开关频率范围约为1.8 Hz至500 Hz。因为这个值相当低，所以在确定滤波器的截止频率时，通常需要使用更大的R、L和C值。但是，滤波器的串联电阻和输出负载构成了一个分压器，会降低输出电压。所以，在选择R值时，应选择相对较低的值。
该电路采用了一个简单的RLC低通滤波器。R和C分别为50 Ω和330 μF，L为100 nH。该电路在构建时，也可以选择使用脉宽调制器(PWM)来驱动晶体管和上游的误差放大器。
参考资料
CN-0405：带按钮控制的高压输出DAC。ADI公司，2017年3月。
图2.用于使输出电压平稳的滤波器电路
【小知识】时钟芯片一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，英文名称：Real-time Clock/Calendar Chip（简称：RTC），可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。采用IIC通信接口。
晶振作为电子设备的"心跳发生器"，其起振状态直接决定系统能否正常运行。本文深度解析四种检测方法的实战要点：示波器法需规避探头电容引发的停振风险，万用表电压法需警惕芯片故障导致的误判，频率计通过波形特征精准锁定起振状态，而听声辨振实为认知误区——人耳可闻的异常声响反而暴露晶振缺陷。随着5G/新能源产业爆发式增长，国产晶振厂商正加速技术攻坚，保障起振检测的可靠性已成为行业刚需。
可编程晶振改变频率的核心原理是：通过内部集成的锁相环（PLL）和数字分频/倍频电路，对基础石英晶体产生的固定频率进行精密的数学运算（分频、倍频、分数分频），最终输出一个用户通过数字接口（如I²C、SPI）编程设定的目标频率。
晶振是电路中可以提供高度稳定时钟信号的元器件。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步，一起“干大事”。比如在我们常用的计算机系统中，晶振可比喻为各板卡的“心跳”发生器，如果主卡的“心跳”出现问题，必定会使其他各电路出现故障。人体的心跳搏动，离不开血液。晶振也是一样，离不开电流。
晶振自身产生时钟信号，为各种微处理芯片作时钟参考，晶振相当于这些微处理芯片的心脏，没有晶振，这些微处理芯片将无法工作。晶振的作用就是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。晶振主要运用于单片机、DSP、ARM、PowerPC、CPLD/FPGA等CPU，以及PCI接口电路、CAN接口电路等通讯接口电路。
