数字电位器（简称数字电位计或Digipot）是一种集成电路（IC），它通过数字控制信号来模拟传统机械电位器（模拟电位器）的功能，即可以改变其内部电阻值。这种器件结合了数字和模拟信号处理技术，允许通过数字输入（如二进制编码或串行数据）来精密设定一个连续变化范围内的电阻值。

数字电位器通常包含一个电阻阵列和一组开关，这些开关通过数字指令控制，连接到电阻网络的不同节点，从而形成所需的电阻值。相比于传统的机械电位器，数字电位器有以下显著优点：

1. 高精度：由于是通过数字控制，其分辨率可以非常高，能够实现更精准的电阻设置。

2. 稳定性好：无机械磨损，不存在接触不良、噪声增加的问题。

3. 可编程性：能够通过软件编程动态调整电阻值，适用于需要频繁更改或远程控制电阻值的场合。

4. 耐久性强：不受灰尘、湿度和机械振动的影响，使用寿命长。

5. 封装小巧：适合集成到小型化和高密度的电路板设计中。

数字电位器广泛应用于各种电子设备中，例如音量控制、增益调整、传感器校准、电源管理以及需要可调电阻功能的模拟电路等领域。然而，与数模转换器（DAC）不同，大部分数字电位器不具备输出缓冲，直接驱动低阻负载的能力有限。

数字电位器的特点

数字电位器由数字输入控制并产生模拟输出。根据数字电位器的不同，最大抽头电流范围可以从几百微安到几毫安。数字电位器采用数控方法调节电阻值，具有使用灵活、调节精度高、无接触、噪声低、不易沾污、抗振动、抗干扰、体积小等明显优点。寿命长等特点，在很多领域可以替代机械电位器。

数字电位器的工作原理

由于数字电位器可以替代机械电位器，因此两者在原理上有相似之处。数字电位器属于集成三端可变电阻器件的等效电路。

数字电位器用作分压器时，其高端、低端、滑动端分别用VH、VL、VW表示；当用作可调电阻时，分别用RH、RL、RW表示。

图2所示为数字电位器的内部简化电路。串联n个阻值相同的@电阻，每个电阻两端通过MOS管组成的模拟开关连接，作为数字电位器的抽头。这种模拟开关相当于单刀单掷开关，在数字信号的控制下，一次只能闭合一个模拟开关，从而将串联电阻的各个节点连接到滑动端。

数字电位器的数字控制部分包括4个数字电路模块，包括加/减计数器、译码电路、保存和恢复控制电路、非易失性存储器。采用串行输入、并行输出的加/减计数器，在输入脉冲和控制信号的控制下实现加/减计数。计数器将累积的数据直接提供给译码电路以控制开关阵列，并将数据传输到内部存储器。节省。当外部计数脉冲信号停止或片选信号无效时，译码电路只有一个输出端有效，因此只选择一只MOS管导通。

数字控制部分的存储器是断电后非易失性存储器。当电路断电后再次上电时，数字电位器仍然保存着原来的控制数据，中间抽头与两端之间的电阻值仍然是最后一次的调节结果。因此，使用数字电位器和机械电位器的效果基本相同。但由于开关工作在“先接通后断开”的方式，因此在输入计数的有效时间内，数字电位器的阻值可能与预期值不同，只有在输入计数有效期间才能达到预期值。调整完成。

从图2可以看出，数字电位器与机械电位器有两个重要的区别

1、在调节过程中，数字电位器的阻值并不是连续变化的，而是在调节后得到想要的输出完成了。 。这是因为数字电位器采用MOS管作为开关电路，采用“先导通，后截止”的控制方式：

2、数字电位器无法实现阻值的连续调节，只能按最小值在数字电位器的电阻网络上。

数字电位器的使用方法

数字电位器的使用方法通常涉及以下几个步骤和注意事项：

硬件连接：

• 根据数字电位器的引脚定义，将其与微控制器或其他数字信号源正确连接。一般来说，至少需要电源（VDD 和 GND）、数字输入控制线（如 SPI、I²C 总线的时钟线 SCLK、数据线 SDI 或片选线 CS）和模拟输出端。

软件配置：

• 设置微控制器或数字控制器上的对应接口，如配置 SPI/I²C 的通信速度、模式和地址等参数。

• 编写程序代码，按照所使用的数字电位器的数据手册指定的命令格式，通过数字接口发送适当的控制字节，以设置电位器的电阻值。

电阻值调节：

• 根据具体应用，通过软件向数字电位器发送不同的数值，以控制其内部电阻网络的位置，从而改变从滑动端（Wiper）输出的模拟电压或电流。

• 对于有些数字电位器，可能会有一个专门的上升/下降控制线（如 U/D），可以通过高低电平来控制电阻值向上或向下调节。

操作举例：

• 若使用的是SPI接口的数字电位器，可能的操作流程如下：

• 发送片选信号（CS）以选中电位器芯片。

• 通过SCLK发送足够的位数来确定电阻网络的抽头位置。

• 在完成数据传输后释放CS信号，更新电阻值。

注意事项：

• 注意数字电位器的最大工作电压和电流限制。

• 考虑数字电位器的端到端电阻范围、分辨率（有多少步进）、端点阻值误差以及线性度等因素。

• 如果数字电位器有EEPROM存储功能，还可以保存用户的设定值，即使断电后也能保持不变。

每种型号的数字电位器可能有不同的具体操作细节，因此在实际应用中应详细查阅相应产品的数据手册，遵循制造商提供的使用指南进行操作。