开关电阻变化与电源电压的关系 - digiPOT规格与架构的解析

　　HD取决于各种因素，因此很难量化，若假设RON,的变化为10%，则以下公式可用于近似计算:

　　一般说来，标称digiPOT电阻 (RPOT),越大，则分母越大，THD就越小.

　　权衡

　　RPOT增加后，失真和带宽都会随之降低，所以改进一项指标的同时必定会牺牲另一项。因此，电路设计人员必须在两者之间做出适当的权衡。这也关系到器件的设计水平，因为IC设计人员必须平衡设计公式中的各个参数:

　　其中

　　COX 是氧化电容

　　μ 是电子(NMOS)或空穴(PMOS)的迁移常数

　　W是宽度

　　L是长度

　　偏置

　　从实用的角度来看，我们必须充分发挥各项特性。digiPOT通过容性耦合衰减交流信号时，若信号偏置达到电源的中值，则失真最小。这意味着开关工作在电阻特性线性最强的部分.

　　一种方法是采用双电源供电，只需将电位计接地至电源共模端，信号便会产生正负向摆动。如果需要单电源供电，或者某些digiPOT不支持双电源时，可以采用另一种方法，即添加 VDD/2 的失调电压至交流信号。该失调电压必须添加到两个电阻端，如图12所示。

　　图12.单电源供电交流信号调理

　　若需要使用信号放大器，双电源供电的反相放大器优于同相放大器(如图13所示)，原因有以下两项:

　　THD性能更佳，因为反相引脚的虚地可将开关电阻集中在电压范围中间。

　　因为反相引脚位于虚地，所以几乎取消了游标电容CDLSB,令带宽增幅较小(必须注意电路稳定性).

　　图13.采用反相放大器digiPOT可调整放大

　　附录——关于AD5291/AD5292

　　256/1024位数字电位计精度为1%，可编程20次

　　AD5291/AD5292数字电位计，如图14所示，具有256/1024位分辨率。端对端电阻有20 kΩ、50 kΩ和100 kΩ可供选择，误差优于1%，温度系数在可变电阻器模式下时为35 ppm/°C，分压器 模式下时为5 ppm/°C(比率)。这些器件可实现与机械电位计相同的电子调整功能，但尺寸更小且更可靠。其游标位置可通过SPI兼容接口调整。在熔断熔丝，将游标位置固定(此过程类似于将环氧树脂涂在机械式调整器上)之前，可进行无限次调整。“去除环氧树脂”过程最多可以重复20次。AD5291/AD5292采用9 V至33 V单电源或±9 V至±16.5 V双电源，功耗8 μW。采用14引脚TSSOP封装，工作温度范围为–40°C至+105°C

　　图14.AD5291/AD5292功能框图