Un potenciómetro digital (también llamado convertidor resistivo de digital a analógico , [1] o informalmente un digipot ) es un componente electrónico controlado digitalmente que imita las funciones analógicas de un potenciómetro . Se utiliza a menudo para recortar y escalar señales analógicas mediante microcontroladores .
Diseño
Un potenciómetro digital se construye a partir de un circuito integrado de escalera de resistencias o un convertidor de digital a analógico, aunque la construcción de escalera de resistencias es la más común. [ cita requerida ] Cada paso en la escalera de resistencia tiene su propio interruptor que puede conectar este paso a la terminal de salida del potenciómetro. El escalón seleccionado en la escalera determina la relación de resistencia del potenciómetro digital. El número de pasos se indica normalmente con un valor de bit, por ejemplo, 8 bits equivalen a 256 pasos; 8 bits es lo más común, pero hay disponibles resoluciones de entre 5 y 10 bits (de 32 a 1024 pasos). [2] Un potenciómetro digital utiliza protocolos digitales como I²C o bus de interfaz de periféricos en serie para la señalización; algunos usan protocolos up / down más simples. Algunos usos típicos de los potenciómetros digitales se encuentran en circuitos que requieren control de ganancia de amplificadores (frecuentemente amplificadores de instrumentación ), balanceo de audio de pequeña señal y ajuste de compensación.
La mayoría de los potenciómetros digitales usan solo memoria volátil, lo que significa que olvidan su posición cuando se apagan (al encenderse, informan un valor predeterminado, a menudo su valor de punto medio); cuando se usan, el microcontrolador puede almacenar su última posición o FPGA al que están interconectados. Algunos botes digitales incluyen su propio almacenamiento no volátil, por lo que su lectura predeterminada al encenderse será la misma que mostraban antes de apagarse. [ cita requerida ]
Limitaciones
Si bien es bastante similar a los potenciómetros normales, los potenciómetros digitales están restringidos por un límite de corriente en el rango de decenas de miliamperios. Además, la mayoría de los potenciómetros digitales limitan el rango de voltaje en los dos terminales de entrada (del resistor) al rango de suministro digital (0–5 VCC), por lo que se requieren circuitos adicionales para reemplazar un potenciómetro convencional. Además, en lugar del control aparentemente continuo que se puede obtener de un potenciómetro resistivo multivuelta, los potenciómetros digitales tienen pasos discretos en la resistencia. (Esquema necesario)
Otra restricción es que a menudo se requiere una lógica especial para verificar el cruce por cero de una señal de CA analógica para permitir que se cambie el valor de resistencia sin causar un clic audible en la salida de los amplificadores de audio. (Esquema necesario)
Los potenciómetros digitales volátiles también se diferencian de los electromecánicos en que, al encenderse, la resistencia tendrá un valor predeterminado (posiblemente) diferente después de un ciclo de encendido. Del mismo modo, su resistencia solo es válida cuando está presente la tensión de alimentación CC correcta. Cuando se elimina el voltaje, la resistencia entre los dos puntos finales y el limpiaparabrisas (nominal) no está definida. En un circuito amplificador operacional, la impedancia en estado apagado de un potenciómetro real puede ayudar a estabilizar el punto de operación de CC del circuito durante la etapa de encendido. Este puede no ser el caso cuando se utiliza un potenciómetro digital.
Tanto los potenciómetros electromecánicos como los digitales generalmente tienen tolerancias deficientes (típicamente ± 20%), coeficientes de temperatura bajos (muchos cientos de ppm por grado C) y una resistencia de parada que generalmente es de aproximadamente 0.5-1% de la resistencia de escala completa. Tenga en cuenta que la resistencia de parada es la resistencia residual cuando el terminal a la resistencia del limpiaparabrisas se establece en el valor mínimo. [ cita requerida ]
Un DAC multiplicador utilizado como potenciómetro digital puede eliminar la mayoría de estas limitaciones. Normalmente, es posible un intervalo de señal de + 15 V a -15 V, con control de 16 bits, es decir, 65535 puntos de ajuste discretos, y la desviación y la no linealidad son despreciables. Sin embargo, se debe inicializar un DAC cada vez que se enciende el sistema, lo que generalmente se realiza mediante software en un microcontrolador integrado. Un DAC multiplicador no se puede usar directamente como reóstato (conexión de 2 cables), pero en ese modo un digipot funciona mal de todos modos, debido a su coeficiente de temperatura y tolerancia de resistencia. [ cita requerida ]
Ver también
Referencias
- ^ "Potenciómetros digitales - preguntas frecuentes" . Dispositivos analógicos . Archivado desde el original el 7 de septiembre de 2011.
- ^ "Guía de selección de familias de potenciómetros digitales". AD5207 - Potenciómetro digital de 2 canales y 256 posiciones - Ficha técnica (PDF) (Informe técnico). Dispositivos analógicos .