摘要：數(shù)字可調(diào)節(jié)電位器，也稱為數(shù)字電位器或digpot，不僅能夠在眾所周知的音頻應(yīng)用中替代機(jī)械電位器，而且能夠在所有電子設(shè)備中替代傳統(tǒng)的機(jī)械電位器。作為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(DAC)的一種簡單、廉價(jià)形式，數(shù)字電位器以可變電阻形式提供模擬輸出。類型包括：易失和非易失兩種形式，采用數(shù)字架構(gòu)為系統(tǒng)帶來了許多優(yōu)勢。數(shù)字電位器不容易受灰塵、污物以及潮濕環(huán)境的影響，而機(jī)械電位器在這些環(huán)境下很容易損壞。

引言

數(shù)字電位器的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機(jī)械電位器，能夠輕松保證50,000次以上的可靠讀寫次數(shù)，而機(jī)械電位器的重復(fù)調(diào)節(jié)次數(shù)只能達(dá)到幾千次甚至幾百次。數(shù)字電位器的分辨率為32級(jí)(5位)至256級(jí)(8位)或更高。對于LCD對比度調(diào)節(jié)等動(dòng)態(tài)范圍要求不高的應(yīng)用，選擇較低分辨率的器件即可滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。目前，有些高分辨率的數(shù)字電位器已經(jīng)成為音頻等高保真應(yīng)用的理想選擇，能夠提供高達(dá)90dB的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)范圍。

非易失

有些應(yīng)用要求數(shù)字電位器具備非易失存儲(chǔ)功能，兩種類型的器件(易失和非易失存儲(chǔ)器)在市場上都很普及。非易失數(shù)字電位器更接近于機(jī)械電位器，它能夠在不同的外部條件(是否有外部電源供電)下保持阻值。

音頻設(shè)備需要內(nèi)部儲(chǔ)存音量設(shè)置，設(shè)備重新上電時(shí)要求電位器保持相同的電阻值，即使在電源完全關(guān)閉的情況下。

MAX5427/MAX5428/MAX5429系列數(shù)字電位器提供獨(dú)特的編程功能。這些器件為具有一次性編程(OTP)存儲(chǔ)器，將電位器抽頭的上電復(fù)位(POR)位置設(shè)置在用戶定義的數(shù)值(抽頭位置保持可調(diào)，但重新上電后始終返回到固定的設(shè)置位置)。此外，OTP還可以禁止接口通信，將抽頭鎖存到所要求的固定位置，避免進(jìn)一步的調(diào)節(jié)。這種情況下，器件成為一個(gè)固定比值的電阻分壓器，而非電位器。

音頻設(shè)計(jì)考慮

電位器具有對數(shù)抽頭和線性抽頭，高保真音頻設(shè)備的音量調(diào)節(jié)一般選用對數(shù)電位器，因?yàn)榭紤]到人耳的非線性濾波特性，對數(shù)抽頭可以獲得線性音量調(diào)節(jié)。目前，高集成度數(shù)字電位器可以在單芯片內(nèi)集成六路獨(dú)立的電位器，以支持多聲道音頻系統(tǒng)，例如：立體聲、杜比環(huán)繞立體聲系統(tǒng)。

音頻應(yīng)用中，特別是在數(shù)字電位器調(diào)節(jié)分辨率較低(32級(jí))時(shí)，需要特別注意抽頭級(jí)間變化過程。如果抽頭不是在0V時(shí)發(fā)生變化，音頻系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生喀嗒聲和噼噗聲(圖1)。幸運(yùn)的是，新一代數(shù)字電位器具有所謂的過零檢測功能，能夠在抽頭跳變時(shí)降低音頻噪聲。內(nèi)部過零和超時(shí)檢測電路確保抽頭在檢測到過零(0V)信號(hào)或經(jīng)過50ms延時(shí)(具體取決于首先發(fā)生的條件)后跳變。

圖1. 在0V電平切換時(shí)，音頻喀嗒聲和噼噗聲的影響