Регулювання значення опору ЦП виконується по шині управління: паралельної або послідовною Управління з паралельної шині

Використання всіх переваг мікропроцесорів призвело до застосування цифрових потенціометрів (ЦП) Механічні змінні (підлаштовані) резистори-тримери створюють великі витрати часу на реалізацію ручного процесу регулювання, мають низьку точність регулювання, невисоку надійність підстроєних елементів Функція потенціометра покладається на сам мікропроцесор Наприклад, немає сенсу ставити регулятор (Потенціометр) зміщення нуля перед АЦП, якщо ці функції програмно виконуються в ньому Принципово для отримання повноцінної заміни змінного резистора можна взяти КМОП-мультиплексор і підключити до нього ланцюжок постійних резисторів з керованим становищем струмознімання допомогою зовнішнього інтерфейсу Закон залежності значення опору від положення «движка» може бути лінійним, логарифмическим, а також програмованим користувачем Такий цифровий потенціометр матиме три окремих виведення: L – висновок для підключення напруги низького потенціалу Н – висновок для підключення напруги високого потенціалу W – виведення движка (струмознімання) потенціометра На висновки L і Н можна подавати будь постійні або змінні напруги в допустимих для електронних ключів межах і обумовлених напругою харчування Ucc (рис 168) Великого схемотехнического відмінності між цифро-аналоговим перетворювачем (ЦАП) і цифровим потенціометром немає В англомовній літературі зустрічається назва Trim-DAC, тобто ЦАП для підстроювання

Рис 168 Структурна схема ЦП забезпечує максимальну швидкодію Для ЦП не вимагається високої швидкодії, тому ЦП має послідовну шину управління Використовуються

2 лютого три типи шин управління: SPI (3-wire), I С (2-wire), і UDC Прилади з шиною I З

називають адресованими Інтерфейс UDC (Up / Down Control) призначений для ручного управління опором ЦП за допомогою кнопок Інтерфейс має три сигналу: CS – вибір пристрою, INC – інкремент-декремент і Up / Dn – вибір напрямку Для регулювання потенціометра необхідно вибрати його сигналом CS, подати сигнал напрямки Up / Dn і потім здійснити потрібну кількість кроків імпульсами по входу INC Низький рівень напруги на вході CS активізує керуючий порт ПЦ і сигнали по входах INC і UDC змінюють його опір Вхід UDC управляє напрямком зміни опору потенціометра (зміною напруги на виході W) Вхід INC визначає кількість позицій зміни опору потенціометра При високому рівні потенціалу входу Up / Dn і низькому CS будь-який високий-низький перепад рівня потенціалу на вході INC викличе переміщення потенціалу виходу W на одну позицію до висновку Н При низькому рівні потенціалу входу Up / Dn і низькому CS будь-який високий-низький перепад рівня потенціалу на вході INC викличе переміщення потенціалу виходу W на одну позицію до висновку L Запис нової позиції ПЦ в память EEPROM виконується за twsr = 10 мс При виключенні живлення ЦП він «забуває» налаштоване значення опору (Положення курсора), в той час як звичайні змінні резистори після регулювання зберігають своє положення При наступному включенні напруги живлення ЦП встановлюється в певний початкове положення, яке залежить від типу ЦП Якщо в системі є мікропроцесор, то після включення напруги живлення він завантажує потрібні коди, відновивши положення ЦП, знайдене при регулюванні У разі автономної установки ЦП у виріб йому для збереження знайденого значення опору необхідна незалежна память Деякі типи ЦП можуть запамятовувати кілька положень (часто чотири), що дозволяє реалізувати передустановки різних значень, наприклад, для різних режимів роботи

В порівнянні із звичайними змінними резисторами ЦП мають ряд переваг: відсутність рухомих механічних частин висока надійність нечутливість до вібрацій відсутність впливу перемещающегося контакту при роботі на малих токах відсутність регулювальних отворів для викрутки швидкий процес настройки висока точність регулювання можливість установки початкового значення опору, як і у звичайних резисторів, завантаженням його з EEPROM при включенні напруги живлення наявність декількох пристроїв в одному корпусі з відносним відхиленням значень менше 1% корпусу мікросхем більш компактні, ніж корпусу підстроєні резисторів вартість цифрових потенціометрів менше вартості якісних змінних резисторів

Існують деякі відмінності цифрових потенціометрів від звичайних механічних змінних резисторів, які накладають обмеження на їх застосування і в більшості випадків є недоліками Найважливішим параметром ЦП є дискретність регулювання, тобто кількість комутованих відводів змінного резистора (кількість кроків) Зазвичай кількість кроків є ступенем числа 2, але бувають ЦП і з іншим кількістю кроків, наприклад 100 Найбільш поширена дискретність регулювання від 32 до 256 кроків Повний опір ЦП – 1, 10, 50 і 100 кОм До інших параметрами, які характеризують ЦП, відносяться максимальне напруга на висновках змінного резистора, опір «щітки», максимальний допустимий струм, максимальну рассеиваемую потужність, шум, нелінійність і температурний коефіцієнт Допустимий діапазон напруг живлення ЦП дорівнює 0 .. +5 В Деякі ЦП можуть мати двухполярной харчування ± 5 В Опір контакту курсору «щітки» ЦП в крайньому положенні трохи більше, ніж у звичайних змінних резисторів У звичайного змінного резистора цей опір може складати десяті частки Ома Для 10-кілоомного ЦП опір «щітки» складає близько 50 .. 100 Ом Це опір утворено опором каналу відкритого польового транзистора Ємність входів Н і L знаходиться в межах С / у = Сі = Cl = 5 пФ, ємність виходу – Corn = Cw = 7 пФ Температурний коефіцієнт опору резисторів, на основі яких побудовані ЦП, досить великий Це звичайно полікристалічні кремнієві резистори, що мають позитивний ТКС Абсолютне значення ТКС має величину приблизно 300 .. 800 ррт / ° С Як і звичайним ЦАП, так ЦП властива інтегральна і диференціальна нелінійність Область застосування ЦП різноманітна, наприклад, в пристроях цифрового регулювання підсилення реалізація регульованих джерел опорного напруги регулювання зміщення нуля в підсилювачах регулювання вихідної напруги стабілізаторів настройка вимірювальних мостів регулювання контрастності РК-індикаторів і т п

Імпульси входу-виходу повинні бути відформатовані за тривалістю і амплітудою

Розглянемо приклад застосування ЦП На рис 169 наведено приклад регулювання зміщення ОУ за допомогою ЦП Завдяки резисторам, включеним послідовно з ЦП, ланцюг регулювання зміщення має напругу ± 15 У без порушення обмеження ± 5 В для ЦП

112 Рис 169 Приклад регулювання зміщення операційного підсилювача за допомогою ЦП

Джерело: Бєляєв В П, Шуляк Р І, «Електронні пристрої поліграфічного обладнання», Білоруський державний Технологічний університет, Мінськ, 2011 р