Цифровой потенциометр AD5220

AD5220 - переменный резистор с цифровым управлением. Это устройство выполняет ту же электронную функцию регулирования, что и механический потенциометр или переменный резистор. Сопротивление измененяется дискретно при подаче тактового импульса на счетный вход CLK, направление счета (увеличение или уменьшение сопротивления) определяется уровнем сигнала на входе UP/DOWN.

Доступны 128 дискретных значений сопротивления, номинальный ряд потенциометров 10, 50 и 100 кОм.

На рис.1 показана функциональная схема цифрового потенциометра. При его номинале 10 кОм сопротивление между выводами А и В постоянно и составляет 10 кОм, а шаг приращения сопротивления будет равен:

 
R_STEP - 10 кОм / 128 - 78 Ом.

Типовое напряжение питания 5 В, потребляемый ток не более 40 мкА.

Назначение выводов показано на рис.2.

На рис.3 показана типовая схема включения цифрового потенциометра AD5220.

 Рис. 4. Схема сопряжения с круговым датчиком

На рис.4 показано использование цифрового потенциометра AD5220 в схеме сопряжения с круговым датчиком положения вала двигателя RE11CTV1Y12-EF2CS. Схему разработал П. Кайроломук (Калифорния, США) [1]. Круговой датчик преобразовывает угловое положение вала в код, который поступает на квадратурный декодер (LS7084 - декодер фазового сдвига на 90°). Декодер вырабатывает сигналы управления CLK и U/D для цифрового потенциометра.

 
Сигналы А и В (рис.5) кругового датчика проходят через квадратурный декодер, который преобразовывает разность фаз между сигналами А и В в управляющие сигналы CLK и U/D для AD5220. Когда сигнал В опережает сигнал А (вал двигателя вращается по часовой стрелке), на цифровой потенциометр поступает высокий уровень U/D. Когда сигнал А опережает сигнал В (вал двигателя вращается против часовой стрелки) на цифровой потенциометр поступает низкий уровень U/D. Квадратурный декодер одновременно вырабатывает синхронный тактовый сигнал для AD5220. Линейное изменение ширины тактового импульса выполняется регулировкой RBIAS.

Кроме декодирования сигналов квадратуры углового положения и выработки тактового сигнала, LS7084 также обеспечивает фильтрацию шумов, колебаний и других переходных эффектов. Эта особенность важна для данного типа устройств. В отличие от оптических кодирующих устройств, RE11CT-V1Y12-EF2CS - дешевый электрический круговой датчик, в котором любой поворот вала может создать сильный удар или шумовые всплески из-за несовершенной природы металлических контактов выключателя. LS7084 препятствует прохождению такого рода помехам на цифровой потенциометр AD5220.

 
Принцип работы устройства очень прост. Когда вал двигателя вращается по часовой стрелке, сопротивление между выводами В1 и RWB1 увеличивается до тех пор, пока величина переменного сопротивления цифрового потенциометра не достигает максимального значения. Дальнейшее вращение вала в том же направлении не имеет никакого воздействия на выходное сопротивление.
Аналогично, при вращении вала против часовой стрелки, сопротивление между выводами В1 и RWB1 уменьшается, пока сопротивление не достигает нулевого значения, и дальнейшее вращение вала в том же направлении не дает никакого эффекта.

Литература.

1. Peter Khairolomour, Analog Devices, San Jose, CA  March 6, 2003

2. Радиосхема, №4/2011 липень-серпень

3. Даташит AD5220