1 引言

　　利用數(shù)字輸入控制微調(diào)模擬輸出有兩種選擇：數(shù)字電位器和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC),，兩者均采用數(shù)字輸入控制模擬輸出。通過數(shù)字電位器可以調(diào)整模擬電壓,；通過DAC既可以調(diào)整電流,，也可以調(diào)整電壓。電位器有三個模擬連接端：高端,、抽頭端(或模擬輸出)和低端(見圖1a)。DAC具有隊應的三個端點：高端對應于正基準電壓,，抽頭端對應于DAC輸出,，低端則可能對應于接地端或負基準電壓端(見圖1b)。

　　DAC和數(shù)字電位器存在一些明顯區(qū)別,，最明顯的差異是DAC通常包括一個輸出放大器/緩沖器,，而數(shù)字電位器卻沒有。大部分數(shù)字電位器需要借助外部緩沖器驅(qū)動低阻負載,。有些應用中,，用戶可以輕易地在DAC和數(shù)字電位器之間做出選擇；而有些應用中兩者都能滿足需求,。本文對DAC和數(shù)字電位器進行了比較,，便于用戶做出最恰當?shù)倪x擇。

　　2 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器

　　DAC通常采用電阻串結構或R-2R階梯架構,，使用電阻串時,，DAC輸入控制著一組開關,，這些開關通過匹配的一系列電阻對基準電壓分壓。對于R-2R階梯架構,，通過切換每個電阻對正基準電壓進行分壓,，從而產(chǎn)生受控電流。該電流送入輸出放大器,，電壓輸出DAC將此電流轉(zhuǎn)換成電壓輸出,，電流輸出DAC則將R-2R階梯電流通過放大器緩沖后輸出。如果選擇DAC,，還要考慮具體指標,，如串口/并口、分辨率,、輸入通道數(shù),、電流/電壓輸出、成本等,。對于注重速度的系統(tǒng),，可以選用并行接口；如果注重成本和尺寸,，則可選用3線或2線串口,，這種器件引腳數(shù)較少，可顯著降低成本,，而且,，有些3線接口能達到26 MHz的通信速率，2線接口能夠達到3.4 MHz的速率,。DAC的另一個指標是分辨率,，16位或18位DAC可以提供微伏級控制。例如,，一個18位,、2.5V基準的DAC，每個LSB對應于9.54μV,，高分辨率對于工業(yè)控制(如機器人,、發(fā)動機)產(chǎn)品極為重要。目前,，數(shù)字電位器能夠提供的最高分辨率是10位或1 024抽頭,。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的另一個優(yōu)勢是能夠在單芯片內(nèi)集成多路轉(zhuǎn)換器，例如,，MAX5733內(nèi)置32路DAC,，每路都能提供16位的分辨率。當前的數(shù)字電位器最多只能提供6個通道，如DS3930,。

　　DAC能夠源出或吸入電流,，為設計者提供更大的靈活性。例如,，MAX5550 10位DAC通過內(nèi)部放大器,、P溝道MOSFET和上拉電阻能夠提供高達30mA的輸出驅(qū)動。而MAX5547 10位DAC結合放大器,、N溝道MOSFET和下拉電阻可以提供3.6 mA的吸電流,。除電流輸出外，一些DAC還可以與外部放大器連接提供額外的輸出控制,。因為數(shù)/模轉(zhuǎn)換器通常內(nèi)置放大器,，成本要高于數(shù)字電位器。但隨著新型DAC尺寸的縮小,，成本差異也越來越小,。

　　3 數(shù)字電位器

　　前面已談到數(shù)字電位器可以通過數(shù)字輸入控制電阻。圖la中的3端數(shù)字電位器實際上是一個固定端到端電阻的可調(diào)電阻分壓器,。通過將電位器中心抽頭與高端或低端相連,，或使高端或低端浮空，數(shù)字電位器能配置成2端可變電阻,。與數(shù)/模轉(zhuǎn)換器不同,，數(shù)字電位器能將H端接最高電壓或最低電壓端。選用數(shù)字電位器時,，用戶也需考慮具體的指標：線性或?qū)?shù)調(diào)節(jié),、抽頭數(shù)、抽頭級數(shù),、非易失存儲器,、成本等?？刂平涌谟羞f增/遞減,、按鈕、SPI和I2C,。

　　與數(shù)/模轉(zhuǎn)換器一樣，數(shù)字電位器通過串口通信,，包括I2C和SPI,。此外，數(shù)字電位器還提供了2線的遞增,、遞減接口控制,。通常，DAC與數(shù)字電位器的顯著區(qū)別在于數(shù)/模轉(zhuǎn)換器內(nèi)部帶有輸出放大器。通過該輸出放大器可以驅(qū)動低阻負載,。

　　4 DAC/電位器的選擇

　　很多應用場合,，用戶可以輕易地在DAC和電位器之間做出選擇。要求高分辨率的電機控制,、傳感器或機器人系統(tǒng),，需要選用DAC。另外,，高速應用中,，例如基站、儀表等對速度,、分辨率要求較高,，甚至需要并行接口的DAC。電位器的線性特性便于實現(xiàn)放大器反饋網(wǎng)絡,。相對于數(shù)/模轉(zhuǎn)換器,，對數(shù)電位器更適合音量調(diào)節(jié)。

　　但在當前的許多應用中,，DAC與數(shù)字電位器之間選擇的界限比較模糊,，圖2中的DAC和數(shù)字電位器都可用于控制MAXl553 LED驅(qū)動器。MAXll53亮度(BRT)輸入的直流電壓和檢流電阻決定了LED的電流,。