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如何用好电位器?

时间:2019-09-19 作者:Bruce Trump 资深模拟工程师 阅读:
电位器可以起到位置传感器的作用,同时可以对电路进行适当的调整。电位器最适宜被用作分压器。电位器还可以充当可变电阻,然而这时会存在一些潜在的缺陷。你知道两个功能间的区别吗?

电位器可以起到位置传感器的作用,同时可以对电路进行适当的调整。电位器最适宜被用作分压器。电位器还可以充当可变电阻,然而这时会存在一些潜在的缺陷。你知道两个功能间的区别吗?

充当分压器的时候,电位器的绝对阻值不会影响到输出电压。输出电压与输入电压间是成比例的。常用的电位器具有较差的电阻精度以及较差的温度系数。然而只要电位器阻值均匀,无论电阻精度或者温度系数如何,在30%的位置将会分得30%的电压。假设滑片与高阻抗电路连接,滑片的接触电阻不会影响到输出电压。滑片接触电阻是滑片与电阻元件的接触点上的电阻。

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如图2所示,当电位器充当可变电阻时,它的电阻精度以及温度系数将会影响到电路。滑片接触电阻会影响到电路的电阻,并且滑片接触电阻阻值会随着位置、温度、振动以及时间的变动而变动。

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有时可变电阻必不可少,可以通过工作在比例模式下的电位器来设计可变电阻。图3所示的两个电路有相似的功能。图3a使用P1作为一个可变电阻,在U1的输出电压中产生了一个与电位器位置成线性关系的反相电压。由于P1的阻值变化范围很大,因此通过R3来实现增益调节。此外,输出电压与电位器位置间的线性和可重复性都会受到滑片接触电阻的影响。

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图3b中引入了运算放大器U2,使得电位器工作在比例模式,从而可以消除图3a中的缺陷。运算放大器U2提供了高的输入阻抗从而减小了接触电阻的影响。随着电位器位置的变动,运算放大器U2的输出电压从0V到Vref之间精确变化。给运算放大器U3提供一个精确的电压范围,从而只需给R5、R6设定一个固定的阻值,而且不需要对电路进行增益调节。

为了使电位器工作在比例模式,你的电路是否需要额外的运算放大器或者是更高的复杂度?这是需要你做的一个比较棘手的决定。有时无法避免将电位器用作变阻器。但是通过了解危险因素和敏感性,你能够选择电位器来满足所需的性能。并且你会知道在测试认证电路时特别注意可能出现的问题。

阅读原文:e2e.ti.com

查看更多请点击:《看一个TI老工程师如何驯服精密放大器

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