如何采用比例电路设计消除电压变化

机械式电位器和数字电位器都存在不确定的端到端公差，Maxim的数字电位器端到端阻值误差典型值为20%至30%。数字电位器与其它电阻串联构成分压网络时，这个阻值的偏差可能引发一些问题，造成电压的变化量超出容许的误差范围。

本应用笔记讨论了一种比例电路设计方法，把电阻偏差转换成可接受的电流变化量，可有效消除电压的变化。在此处给出的电路中，电压输出取决于电位器的比值，设计中也可以很好地控制温度系数。

比例电路设计

该设计所面临的直接问题是：3%的误差可能导致电压在3V至4.5V之间变化。利用图1所示框图，可进行基本计算。数字电位器是50kΩ (25%容差)，R1为16.5K (1%)，R2为100K (1%)。电位器端到端电阻25%的容差是设计中的最大误差源。


图1. 基本框图

现在考虑用不同的抽头电阻进行相同计算，如果电位器是37.5kΩ，顶端电压为4.46V，低端为3.25V；如果电位器为62.5kΩ，则顶端电压为4.54V，低端电压为2.79V。此电路中，由于电位器端到端阻值偏差较大，不能采用这种基本架构解决电压变化问题。

图2电路只是利用电位器的电阻比进行分压。


图2. 用两个电压基准替代设计

电路中引入两个电压基准，使误差和温度系数得到控制，数字电位器的端到端绝对偏差会改变回路电流，但不影响电压。输出电压按比例变化，只取决于电位器抽头位置的电阻比。

两个基准都通过反馈控制输出电压，R2 (25K至50K)确定两个基准的源出电流。Maxim数字电位器的数据手册中都会讨论旁路电容，可根据布板情况增加电容。