數字電位器也稱為非接觸式電位器，是一種用數字傳感器檢測轉軸的角度變化，並將這個角度變化用多種信號類型反饋輸出。

數字電位器與機械式電位器相比，具有可程控改變有效電氣角度及輸出範圍、耐振動、噪聲小、壽命長等優點，因此在自動檢測與控制、智能儀器儀表等許多領域得到成功應用。

數字電位器的優點：調節精度高，沒有噪聲，有極長的工作壽命，無機械磨損。可用於自動控制系統中對角度位置的精確控制，也可利用輸出反饋信號與角度變化呈線性比例的特性，通過驅動轉軸實現輸出調節功能。

一、數字電位器的工作原理

數字電位器由電阻器網絡和相應的開關組成，下圖所示是數字電位器的內部結構

下圖為三端數字電位器的結構簡化示意圖。電阻器網絡在之前的文章中已有過介紹，在此不再贅述，開關通常為CMOS開關。

下面以X9511W數字電位器為例來介紹數字電位器的工作原理，X9511W的典型電阻限值為10K歐，其特點如下

1、32個滑動觸頭，按鈕控制，端電壓-5V~+5V；

2、滑動端位置數據可掉電保存10年；

3、低功耗CMOS，最大工作電流3毫安；

4、體積小，8腳SOIC或DIP封裝。

下圖為X9511W的內部原理圖

下圖為X9511W的引腳排列圖。

x9511W數字電位器內含5位升降計數器，5位EEPROM存儲器和存儲及調用控制電路。

/PU為計數器輸入端，上拉成高電平，當加上一個40毫秒的低電平時，計數器執行加計數，滑動輸出端向上移動，Vl與Vw之間的電阻增大，Vh與Vw之間電阻變小，/PD為減計數器輸入端，上拉成高電平，當加上一個40毫秒的低電平時，計數器執行減計數，滑動輸出端向下移動，Vl與Vw之間的電阻減小，Vh與Vw之間電阻增大，VH、VL分別為高電壓端和低電壓端，等效於機械電位器的兩個固定端，VCC、VSS分別為電源和地，VCC典型值為+5V，/ASE為自動存儲方式或通過按鍵接地實現手動存儲，VW為滑動端，相當於機械電位器的可移動端。

低電壓脈衝加在/PU或/PD後，相當於對計數器進行加/減操作，計數器的輸出被譯碼而接通一個單節點電子開關，使得電阻陣列的一個點接到滑動輸出端，達到數字式調節電位器的目的，滑動端移動時不會超出終端位置，即當計數器達到終端時不會循環回變。

二、數字電位器的分類

數字電位器的分類見下圖

按變化函數分類

可分為線性和非線性兩類，由於人耳對音量感受成對數性，所以長將對數變化的數字電位器用於高保真音頻設備的音量調節。

按存儲器特性分類

數字電位器可分為易失性和非易失性兩類，所謂非易失性是指掉電後能保持滑動端位置，並在下次上電時恢復此前所保持的位置，有這種保持功能的數字電位器稱為非易失性數字電位器，無保持功能的為易失型數字電位器。

按分辨率分類

可分為高分辨率何地分辨率兩類

按接口方式分類

可分為I2C接口，單線接口，二線加/減式接口，二線並行接口、SPI總線接口，Microwire總線接口等。

三、數字電位器的特點

1、由於數字電位器沒有機械觸點和活動部件，沒有機械電位器中存在的磨損和噪聲，使用壽命可達50~100年

2、機械電位器用轉軸進行調節，調節次數一般為幾百次到幾千次，而數字電位器的調節次數（讀寫次數）可達20萬次以上。

3、數字電位器的分辨率高，通常為32級到256級，也可做到1024級，但數字電位器的調節是階梯式的，數字電位器阻值的變化越小，需要的級數就越多，造成電路複雜、成本增加，而機械式電位器的阻值調節是連續的

4、數字電位器對環境的要求不像機械式電位器那樣苛刻，對潮溼和灰塵不敏感

5、數字電位器的數據傳輸有多種接口方式，而機械式電位器無法實現這一功能。

四、數字電位器應用舉例

1、由數字電位器構成的可編程線性穩壓器

下圖是由DS1809構成的可編程線性穩壓器的原理圖。該穩壓器主要有DS1809和低壓差穩壓器LP2950-5.0組成，DS1809屬於按鍵式64抽頭非易失性數字電位器，LP2950-5.0輸出電壓為5V，額定輸出電流為100毫安，特別適合採用電池供電的系統，如手機，無線控制系統及筆記本電腦。LP2950-5.0具有低靜態電流、低壓差等特性，在輕載時的壓差僅為50毫伏，輸出100毫安電流時的壓差也只有380毫伏。

2、DS1802構成的音量控制器

下圖是DS1802構成的音量控制電路的原理圖，電路採用惠斯通電橋連接方式，DS1802數字電位器包含的過零檢測功能，可確保在檢測到0V或50毫秒延遲時改變抽頭位置，從而降低抽頭位置瞬時改變時的噪聲。DS1802音頻電位器包含了兩個數控電位器，對數抽頭，每級變化1dB，最大衰減量63dB，此外，它還帶有靜音功能，可將信號衰減90dB，DS1802有四個按鍵輸入，可用於音量/平衡控制，合理利用其過零檢測功能，能夠實現音量的無縫調節，以得到純淨的信號。

3、電壓-電阻轉換電路

下圖是電壓-電阻轉換電路，它是由兩隻MAX5160數字電位器共同來完成的。數字電位器U1和比較器U3構成數字式跟蹤-保持電路，U1通過調節內部分壓來保證VWIPER跟蹤VIN，這樣，滑動電阻將於VIN成正比，由於U1和U2的數字輸入是連在一起的，因此U2的滑動端位置與U1相同，對應端之間的電阻也相同，從而得到與VIN成正比的電阻，實現了電壓到電阻的轉換。