高分辨率數(shù)字電位器的軟件實(shí)現(xiàn)

引 言
與機(jī)械電位器相比，數(shù)字電位器有許多優(yōu)點(diǎn)。但是在有些應(yīng)用場合，數(shù)字電位器的分辨率往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，通常最大抽頭數(shù)為1 024。以X9241為例，內(nèi)部包括一個I2C接口和4個64抽頭的數(shù)字電位器，可獨(dú)立使用，也可串聯(lián)使用，如按常規(guī)方法使用，其分辨率較低，即使4個電位器串聯(lián)，也只能達(dá)到256個抽頭。本文提出了一種軟件、硬件結(jié)合的方法，可使電位器的中間抽頭數(shù)達(dá)到8 001個，分辨率達(dá)到O．008％。

1 設(shè)計(jì)原理
1．1 基本原理
高分辨率數(shù)字電位器POT由4個電位器組成，如圖1所示，4個數(shù)字電位器POT0、POT1、POT2、POT3均為64抽頭數(shù)字電位器。POTO、 POT3的固定端并聯(lián)，滑動端分別接POT12的固定端。POT12由POT1、POT2串聯(lián)，組成一個127抽頭的電位器。4個獨(dú)立電位器阻值相等，可根據(jù)需要選取。高分辨率數(shù)字電位器的固定端為VH、VL，滑動端為VW，VW由POT1、POT2的2個滑動端并連。

假設(shè)POT0、POT1、POT2、POT3、POT12的滑動端位置分別為x0、x1、x2、x3、y，POT的滑動端位置為z。
現(xiàn)采取以下控制策略：
①若POT3的滑動端位置為x，則POTO的滑動端位置同步調(diào)節(jié)到x+1，即兩電位器始終保持1的間隔，相當(dāng)于粗調(diào)節(jié)；
②調(diào)節(jié)POTl2滑動端位置y，相當(dāng)于把間隔為1的區(qū)間再細(xì)分若干等分，即細(xì)調(diào)節(jié)。
采用等校電路法，可得到z與x、y的關(guān)系。
設(shè)VL、VH端電位分別為0、U，滑動端電位為UW，根據(jù)電學(xué)公式可得：

其中，U0W、U1W分別為POT1、POT1滑動端輸出電位，并加到POT12的兩個固定端。