表1. 图1电路的带宽,采用式5电阻
Condition Cwiper = 10pF*
-0.1dB bandwidth -0.5dB bandwidth -3dB Bandwidth
Pot at 0 Code 106kHz 245kHz 702kHz
Pot at Mid Scale 115kHz 265kHz 760kHz
Pot at Full Scale 130kHz 296kHz 852kHz
*注意,带宽与触点电容成反比。例如,采用3pF Cwiper,带宽频率将提高3.3倍(即,10/3)。
Condition Cwiper = 10pF*
-0.1dB bandwidth -0.5dB bandwidth -3dB Bandwidth
Pot at 0 Code 106kHz 245kHz 702kHz
Pot at Mid Scale 115kHz 265kHz 760kHz
Pot at Full Scale 130kHz 296kHz 852kHz
*注意,带宽与触点电容成反比。例如,采用3pF Cwiper,带宽频率将提高3.3倍(即,10/3)。
对于视频等应用,这些带宽还是过低。
使用低电阻电位器
一种提高电路带宽最明显的方法是选择具有较低阻值的数字电位器,例如,1kΩ电位器,按比例调整R1和R2 (1kΩ电位器与10kΩ电位器相比,阻值减小10倍)。然而,低阻值数字电位器(1kΩ)一般占用较大的裸片面积,意味着较高的成本和较大的封装尺寸,出于这一原因,1kΩ电位器的实际应用非常有限。
如果某一电位器能够满足设计要求,上面提到的10kΩ电位器的带宽会随着电阻的减小而线性提高,例如,提高10倍(假设杂散触点电容没有变化)。
例如,使用1kΩ电位器,设置R1 = 2.49kΩ, R3 = 6.49kΩ,触点电容为10pF,电位器设在中间位置,可以获得1.15MHz的-0.1dB带宽,以及7.6MHz的-3dB带宽。这要比表1所列出的带宽提高10倍。
假设由于成本、体积、接口以及电位器调整步长等因素的限制,需要使用10kΩ端到端电阻电位器,这种情况下如何提高图1电路的带宽呢?
提高带宽的一种方法是去掉电阻R1和R3,使用步长数多于图1电路要求的电位器。例如,32步长电位器获得10%的调整范围,按照上述介绍,可以选择替换这一步长的电位器,而使用256步长电位器,去掉R4和R6,限制电位器的调整范围在达到要求衰减的编码之内—我们继续上面的设计目标,65%到75%。这种方法在图5给出了解释。所使用的编码是从0.65 × 256 ( = 166.4,使用166)到编码0.75 × 256 ( = 192)。这个例子中使用了一个256步长的电位器;由于有限的编码将可用步长数限制在26 (即,10%的调整范围,仅用了256步长的10%)。26步长可用范围对应于上例中的32步长范围。
图6中的电路在图1基础上增加了并联电阻(注意,使用了图2中引入的数字电位器模型)。并联电阻降低了电路阻抗(从而提高了带宽),通过设置电路增益,限制由数字电位器在0编码到满标编码之间摆动时导致的衰减,可以达到双重目的。
设置电位器电路增益,使用并联器件限制其调整范围(R4和R5,而不是简单使用串联器件R1、R2和R3),电路带宽优于图1带宽。
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