如何用好電位器？

作者: TI 專家 Bruce Trump

翻譯: TI信號鏈工程師 David Zhao (趙大偉)

電位器可以起到位置傳感器的作用，同時可以對電路進行適當?shù)恼{(diào)整。電位器最適宜被用作分壓器。電位器還可以充當可變電阻，然而這時會存在一些潛在的缺陷。你知道兩個功能間的區(qū)別嗎？

充當分壓器的時候，電位器的絕對阻值不會影響到輸出電壓。輸出電壓與輸入電壓間是成比例的。常用的電位器具有較差的電阻精度以及較差的溫度系數(shù)。然而只要電位器阻值均勻，無論電阻精度或者溫度系數(shù)如何，在30%的位置將會分得30%的電壓。假設(shè)滑片與高阻抗電路連接，滑片的接觸電阻不會影響到輸出電壓?；佑|電阻是滑片與電阻元件的接觸點上的電阻。

如圖2所示，當電位器充當可變電阻時，它的電阻精度以及溫度系數(shù)將會影響到電路。滑片接觸電阻會影響到電路的電阻，并且滑片接觸電阻阻值會隨著位置、溫度、振動以及時間的變動而變動。

有時可變電阻必不可少，可以通過工作在比例模式下的電位器來設(shè)計可變電阻。圖3所示的兩個電路有相似的功能。圖3a使用P1作為一個可變電阻，在U1的輸出電壓中產(chǎn)生了一個與電位器位置成線性關(guān)系的反相電壓。由于P1的阻值變化范圍很大，因此通過R3來實現(xiàn)增益調(diào)節(jié)。此外，輸出電壓與電位器位置間的線性和可重復(fù)性都會受到滑片接觸電阻的影響。

圖3b中引入了運算放大器U2，使得電位器工作在比例模式，從而可以消除圖3a中的缺陷。運算放大器U2提供了高的輸入阻抗從而減小了接觸電阻的影響。隨著電位器位置的變動，運算放大器U2的輸出電壓從0V到Vref之間精確變化。給運算放大器U3提供一個精確的電壓范圍，從而只需給R5、R6設(shè)定一個固定的阻值，而且不需要對電路進行增益調(diào)節(jié)。

為了使電位器工作在比例模式，你的電路是否需要額外的運算放大器或者是更高的復(fù)雜度？這是需要你做的一個比較棘手的決定。有時無法避免將電位器用作變阻器。但是通過了解危險因素和敏感性，你能夠選擇電位器來滿足所需的性能。并且你會知道在測試認證電路時特別注意可能出現(xiàn)的問題。