Управление потенциалом: цифровые потенциометры Maxim/Dallas.Часть третья
Для точной подстройки коэффициента усиления, напряжения смещения либо постоянной времени фильтра в измерительной технике можно использовать микросхемы МАХ5481 и МАХ5482 (ЮкОм и 50 кОм соответственно) с 1024 шагами регулирования, которыми можно управлять как импульсным интерфейсом, так и интерфейсом SPI (выбор определяется подачей логического нуля или единицы на соответствующий вход). Высокая стабильность при изменении температуры (температурный дрейф составляет 5 ррт/°С тип. при пон-тенциометрическом включении) и очень низкий потребляемый ток (220 мкА тип. и менее 1 мкА в статическом режиме) делает их идеальным выбором для портативной прецизионной аппаратуры с батарейным питанием. Имеются также аналогичные микросхемы с двумя потенциометрами в одном корпусе - МАХ5494 и МАХ5495.
Микросхемы с 32 шагами регулирования МАХ5427, МАХ5428 и МАХ5429 (ЮОкОм, 50кОм и ЮкОм соответственно), а также аналогичные, но с 64 шагами регулирования МАХ5527, МАХ5528 и МАХ5529, имеют возможность зафиксировать движок и предотвратить любые дальнейшие изменения его положения.
Большинство микросхем имеют диапазон питающих напряжений от +2,7 В до 5,5 В. Цифровые потенциометры МАХ5436 - МАХ5439 могут питаться как от двуполярного (от ±5 В до ±15 В), так и от однополярно-го (от +10 В до +30 В) источника и имеют 128 шагов регулирования. Область применения — электронные модули с напряжением пита-
ния до 30 В. Сопротивление составляет 50 кОм или 100 кОм, управление осуществляется по последовательному интерфейсу SPI, а типовой температурный дрейф при понтенциометричес-ком включении не превышает 5 ррт/°С. Отличительной особенностью МАХ5437 и МАХ5439 является наличие в корпусе операционного усилителя.
Специализированные микросхемы цифровых потенциометров
Существуют специализированные микросхемы для создания усилителей с переменным ступенчатым коэффициентом усиления 1, 2, 4 и 8, заданным с максимальной ошибкой 0,025% в диапазоне температур от -40°С до +85°С. МАХ5420 и МАХ5421 могут питаться от однополярного (+5 В)
или двуполярного (±5 В) источника, МАХ5430 и МАХ5431 от +15 В или ±15 В. МАХ5421 и МАХ5431 содержат дополнительный резистор для выравнивания входных токов прямого и инверсного входов операционного усилителя (рис. 3). В микросхемах МАХ5420 и МАХ5430 такой резистор отсутствует. Они рассчитаны на использование с операционными усилителями с очень низкими входными токами. Помимо этого, имеется микросхема МАХ5426, которая может задавать коэффициент усиления инструментального усилителя с такой же высокой точностью, как и упомянутые выше микросхемы (рис. 4). Двуполярное напряжение питания для МАХ5426 — от ±5 В до ±15 В. Микросхемы имеют простейший двухбитный параллельный интерфейс управления.
Прецизионные делители напряжения МАХ5490, МАХ5491 и МАХ5492 (10 кОм, 30 кОм и
100 кОм соответственно) могут служить хорошей альтернативой делителям, собираемым на постоянных резисторах (рис. 5). Они имеют очень низкий температурный дрейф (не более 5 ррт/°С тип.) и поставляются в корпусах SOT23. Максимальная ошибка соотношения сопротивления резисторов делителя, который может быть в пределах от 1:1 до 10:1 для ЮкОм, от 1:1 до 30:1 для ЗОкОм и от 1:1 до 100:1 для ЮОкОм, не превышает 0,035% в диапазоне температур от -40°С до +85°С.
Микросхема DS3908 может использоваться в калибровочных устройствах (рис. 6). Она содержит два цифровых потенциометра с 64 положениями движка и управляется по интерфейсу PC. Отличительной особенностью является то, что движки потенциометров подключены через усилители с изменяемым коэффициентом усиления, который может быть равен 1, 2 или 4. Обладая энергонеза-
висимой памятью, микросхема сохраняет и восстанавливает при включении как положения движков, так и заданные коэффициенты усиления усилителей.
Микросхемы DS4303 и DS4305 представляют собой не что иное, как недорогой самонастраиваемый источник опорного напряжения (см. рис. 7) и отличаются напряжением питания (+2,4 В...+3,6 В и +4,0 В...+5,5 В соответственно). Выходное напряжение составляет от +0,3 В до напряжения питания, уменьшенного на 0,3 В. Процесс настройки очень прост. На вход Vin подается требуемое напряжение, а на вход ADG — низкий логический уровень. Спустя максимум 90 мс выходное напряжение установится с точностью до ±20 мВ. Измеряя выходное напряжение (Vout) и изменяя входное можно довести точность установки требуемого напряжения до ±1,5 мВ. После настройки значение напряжения сохраняется в энергонезависимой памяти.
Заключение
Существуют и другие специализированные цифровые потенциометры, например для модулей оптических трансиверов, но описание их выходит за рамки данной статьи.
|
