Цифровой потенциометр добавляет универсальность к ПНЧ

Показанная на Рисунке 1 базовая схема ПНЧ (преобразователя напряжение-частота) состоит из интегратора (IC₁) и триггера Шмитта (IC₂). Интегратор преобразует входное постоянное напряжение V_IN в линейно нарастающее напряжение, а триггер Шмитта задает пределы выходного напряжения интегратора. Обратная связь, охватывающая оба каскада, обеспечивает условия для генерации схемы. Потенциометр с цифровым программированием (цифровой потенциометр, ЦП) на Рисунке 2 добавляет возможность программирования порогов к триггеру Шмитта и две мощные функции к ПНЧ. Первая функция делает масштаб коэффициента преобразования программируемым, а вторая при фиксированном постоянном входном напряжении превращает преобразователь в программируемый генератор. Частота переключения f₀ преобразователя, работающего от однополярного источника питания, равна

Рисунок 1.	На этой схеме изображен базовый преобразователь напряжение- частота.

где

а p – относительное положение движка между одним концом ЦП (0) и другим концом (1). Для потенциометра CAT5113, имеющего 100 положений движка, член, определяющий масштабный коэффициент (1–p)/p, принимает значения от 1 до 99 с разрешением примерно 1%. Для номиналов компонентов, показанных на Рисунке 2, практический диапазон составляет от 500 Гц до 25 кГц. Использование более широкополосных КМОП версий микросхем IC₁ и IC₂ и большего отношения R₁/R₂ может повысить точность и диапазон измерений схемы. Точная автоматическая настройка масштабного коэффициента экономит время производственных испытаний и устраняет необходимость в дорогих точных резисторах и конденсаторах. Масштабный коэффициент связан с логометрическим температурным коэффициентом ЦП и, следовательно, минимально зависит от температуры. Если зафиксировать входное напряжение V_IN, схему можно использовать в качестве программируемого генератора, в котором положение движка ЦП изменяет границы гистерезиса триггера Шмитта.

Рисунок 2.	Используя цифровой потенциометр, можно управлять масштабным коэффициентом этого преобразователя напряжение-частота.

Материалы по теме

1. Datasheet ON Semiconductor CAT5113
2. Datasheet Texas Instruments LM211
3. Datasheet Analog Devices LT1097