数字电位器具有可靠性高、尺寸小、易使用等优点，被广泛用来替代机械式电位器，尤其是在音量控制方面，应用非常普遍。考虑到人耳对音量衰减的感知是非线性的，会把对数衰减当作线性衰减，所以，音频设备中一般倾向于使用对数数字电位器，而不是线性数字电位器。如果系统内只提供了高分辨率的线性数字电位器，在不更改系统硬件的前提下，可以采用以下方式将线性电位器(图1)转换成对数电位器。 用线性电位器实现对数调节 利用数学关系式简单、易懂的线性抽头数字电位器，可以完成对数数字电位器的功能。由于数字电位器实质上是一个分压电路，其输出电压与作用在电位器两端的输入电压VIN(VIN作用在RH)存在一定的对应关系，可以用下式表示： VOUT=VIN(RW-L／RH-L) (1) 其中，RW-L是中心抽头(W)和电阻串低端(L)之间的电阻值，RH-L是电位器两端之间的总电阻。 按照下式计算电压衰减量的分贝数： 衰减量(dB)＝20×log(VOUT／VIN) (2) 将公式(1)的VOUT代入公式2，可以得到以下关系式： 衰减量(dB)＝20×log[VIN(RW-L/RH-L)／VIN]＝20×log(RW-L／RH-L) (3) 按照图2所示，电阻值可以用电位器的抽头位置(RW-L)和总的抽头数(RH-L)表示。 电位器抽头位置(RW-L)可以表示为: RW-L＝(Total_Taps－x)×R (4) 其中x＝1, 2, 3...Total_Taps，Total_Taps是总的抽头数。 由于第一个抽头点(最小衰减量)不含电阻，端至端总电阻为：RH-L＝(Total_Taps－1)×R，衰减量可以用下式表示： 衰减量(dB)＝20×log[(Total_Taps－x)／(Total_Taps－1)] (5) 其中x≠Total_Taps，如果x＝Total_Taps，则衰减量趋于-∞。 本文小结 由上述分析可见，将线性电位器转换成对数电位器是完全可行的，这种方法非常适合高分辨率线性电位器(128抽头或更高)，因为对数电位器的分辨率被严格限定在线性抽头点的范围内(少于128)。此外，由于内部结构，如ESD保护电路或作为开关的晶体管的非线性导通电阻，可能在端点处影响精度。下面给出的程序代码可以实现衰减量与抽头位置之间(图3)以及所要求的抽头位置与衰减量之间(图4)的转换。
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