脉冲电位器与数字开关.doc

在变频器、步进电机驱动器、直流电机调速器等新型工业电器产品中,模拟元件逐渐被淘汰,而新型开关器件,得到了广泛的应用。本文就两例新型开关器件的应用,作一个简单的探讨。1、数字电位器我们日常应用的电位器,又称为可变电阻器,为三端器件,中心臂(又称活动臂或活动端),相对于固定端,其电阻值是变化可调的。存在易磨损,使用寿命短等缺点。此后,随着电子技术的发展,出现了一种用数字信号控制其阻值变化的集成电路,又称为数控电位器,由数字控制电路、存储器和RDAC电路构成,它是一种特殊的数/模转换电路,能将输入模块电压转换为分级电阻值输出,并能储存调节量。器件无论从外型到性能,都不再与模块电位器有可比性。在这里先不讨论这种数字电位器。这里谈一下脉冲电位器,其外型与操作方式同模拟电位器,但输出为脉冲信号,输出脉冲个数的多少由旋转线距离决定,输出脉冲频率的高低由旋转速度决定。3线端元件,有2路脉冲信号输出;5线端元件,还有一路开关量信号输出。下面以变频器操作面板中常用到的脉冲电位器为例,介绍其构成和工作原理。图1:FR740操作面板脉冲电位器电路图1虚线框中SW7为脉冲电位器,2脚接+5V(有的电路中是接地),1、2脚和3、2脚之间,静态下是开路的,旋转转柄时,1、2脚和3、2脚之间金属片为转柄的棘齿拨动,产生接触而连通,在1、3脚分别产生+5V高电平脉冲输出,输出信号往往由接输入单片面的I/O口。当左旋操作时,1、2端先接通,3、2端后接通。右旋操作时,接通时序相反,据此由时序关系,可判断是左旋还是右旋。脉冲电位器输出的这两路信号,更像是旋转编码器输出的正向计数和反向计数信号。4、5脚之间为一常开接点,当接动转柄时,内部接点接通,输出高电平信号,松开转柄时,因机械弹力作用断开,如同启动按钮相似。因而这一只脉冲电位器,可起到三个面板按键的作用。当旋转转柄时,据旋转方向不向,1、3脚之间输出信号相当于操作▲、▼两只按键,可用于参数值的加、减调整;当按动转柄,使4、5脚产生开关信号输出时,相当于操作REV键,用于对调整后的参数值储存操作,或转换参数类别。模拟电位器的最大缺点是易产生接触不良,使输出信号幅度不稳定从而产生输出噪声,同时电阻值的精度也不够高。在家电产品,如功放机中,仅用到1、3脚脉冲信号输出,用于音量的升、降调节,有取代模拟电位器的趋势。2、数字开关这种数字开关的外型同方形或圆形半可变电位器,但输出信号实有天壤之别。半可变电位器的结构和原理和电位器相同,只是没有操作转柄,需用小改锥调节输出电阻值。带刻度的半可变电位器,如十刻度电位器,若固定端总阻值为100Ω,则每旋转一个刻度,输出电阻变化(增加或减小)10Ω。实质上电阻值的调节为无级调节方式,若处于两刻度值中间位置,则输出电阻变化5Ω。加刻度是便于监控调整量。数字开关,输出的不是可调节电阻值,而是呈一定逻辑关系的数字开关信号。数字开关即不同于半可变电阻器,也不同于普通转换开关。下面以下图SW102数字开关(方形、16刻度,可用小改锥调节输出信号)为例,介绍其结构和工作原理。图2:5引脚16挡数字开关电路上图SW102为5引脚16挡数字开关电路。我们先将其与普通5引脚转换开关比较一下,普通5引脚转换开关,内部结构为一刀四掷连接方式,若0为公共接点,其它四个端子在任一时刻只有一个端子与0端子接通,只能产生0000、01