通用電子電位器模塊輸出值的變化特性的製作方法
2023-07-10 03:07:46
專利名稱：通用電子電位器模塊輸出值的變化特性的製作方法
技術領域：
通用電子電位器模塊是全部用電子元器件組成的一種全新理念的、完整的電位器 器件，可作為多功能的精密電子電位器直接用於各種電子領域，取代傳統的機械電位器，本 發明對該器件輸出網絡電阻值進行各種有規律的搭配，使通用電子電位器模塊輸出值的變 化具有各種不同的輸出特性，從而更好地擴大其現實應用範圍，該技術屬電子元器件領域。
背景技術：
機械電位器使用至今已近百年，機械電位器存在機械磨損、怕震動、頻繁動作很容 易損壞，撥碼開關和電阻網絡也能構成電位器，但存在機械斷點，在很多對電阻的改變有連 續要求的情況下不能使用，實質上是一個數字機械電位器。有一種數字電位器集成晶片，但需要大量的外圍電路和二次設計才能實現完整的 電位器使用功能，由於輸出電阻網絡集成在晶片裡而受到很多限制和幾乎沒有擴展功能， 其應用有很大的局限性，另外，這種數字電位器集成晶片輸出全部都是線性的。通用電子電位器模塊是一種全新理念的、完整的電子電位器器件，具有強大的使 用功能、性能拓展能力和可以直接當電子電位器使用，有條件成為未來電位器的發展方向。
發明內容
機械電位器使用至今已近百年，在這漫長歲月中，人類不斷探索和提高電位器的 應用能力。在電子技術的研究、教學和應用中，大量需要電子電路具備線性變化、指數(反 對數)變化和對數變化，而這些變化，很多都需要人工調整完成，機械電位器具備這種功 能，是電位器的重要特性之一。通用電子電位器模塊作為未來電位器的發展方向，其輸出具備上述各種變化特性 是很有必要的，本發明對通用電子電位器模塊輸出電阻網絡的各權電阻值用數學的方法確 定，從而使其具備精確的線性變化、指數(反對數)變化和對數變化的輸出特性、而且以此 類推，通用電子電位器模塊可以輸出任意變化規律的輸出值。下面以12位二進位組成的電阻網絡說明這三種輸出特性的實現方法，也即根據 其數學特點確定電阻網絡各權電阻的電阻值。為便於說明，以圖1的可調電阻輸出模式為 例(參見圖1)。首先設定該三種輸出特性的幾個參數，1.最小解析度為Rmin;2.最大電阻為 Rmax ；3.各權電阻為Rx ；權數為bx。因為Rmax和bx是已知的，故有對於線性變化的輸出特性Rx = bxXRmin, Rmin = Rmax/12 ；對於指數(反對數)變化的輸出特性Rx = Rminbx, Rmin = 12 V Rmax ；對於對數變化的輸出特性Rx = log (Rmin) bx, Rmin = 1/12 V Rmax ；為便於計算 Rx，換成以10為底的對數，則有；log (Rmin) bx = logbx/logRmin需注意的是通用電子電位器模塊的網絡電阻是並聯輸出，故實際輸出的電阻值是Rx和Rmax並聯的阻值。通用電子電位器模塊的結構生成方式有三種1)用分立元件和小規模集成電路；2)用AT89C2051等單片機為核心配以程序控制； 3)將所有控制電路可集成的元器件集成化。本發明對以上三種通用電子電位器模塊結構都能實施。同理，電位器輸出模式也 可以實現線性變化、指數(反對數)變化和對數變化的輸出特性(參見圖2)。本發明的特點和有益效果是用電子取代機械是人類科技發展的必然趨勢，通用電子電位器模塊已經具備淘汰 機械電位器的性能實力，具備線性變化、指數(反對數)變化和對數變化以及任意規律變化 的輸出特性可進一步拓展其性能和適應能力，擴大其實際應用範圍，從而加快通用電子電 位器模塊取代機械電位器進程。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。圖1是通用電子電位器模塊輸出的線性變化、指數(反對數)變化和對數變化特 性曲線圖，圖中縱座標表示電阻網絡各權電阻阻值，橫座標為電阻的變化趨勢，需注意的 是，實際輸出的電阻值是Rx和Rmax並聯的電阻值。圖2是電位器輸出模式，根據線性變化、指數(反對數)變化和對數變化特性規律 確定電阻網絡各權電阻，在電位器的旋臂上，同樣可以得到這三種特性變化。圖3、圖4、圖5分別是通用電子電位器模塊輸出線性特性、指數(反對數)特性和 對數特性的具體可實施例，按圖中所標註的Rx阻值，輸出可產生其右圖所示的曲線特性規 律，各圖中未標註單位的電阻為歐姆。
具體實施例方式在圖3的線性輸出特性例中，按圖中標註的數值，輸出電阻在240 Ω-IOK線性連續 可調，解析度1/4000，精度2/100，如果解析度或最大電阻值不同，可按右邊特性圖上的公 式計算電阻網絡各權電阻阻值，如果需要改變精度，可以改變Rmin的阻值，其改變規律是， Rmin大，精度提高，但起步電阻大，Rmin小，精度降低，但起步電阻小。因為通用電子電位器 模塊採用的是並聯輸出法，故當網絡電阻全部斷開時，輸出電阻最大，即為Rmax(本圖電路 為10Κ)，當網絡電阻逐漸導通時，輸出電阻逐漸降低，當網絡電阻全部導通時，輸出電阻最 小，即為Rmin/2 (本圖電路為240 Ω )。圖4和圖5分別是指數(反對數)輸出特性和對數輸出特性實例，按圖所標電阻 網絡數值，可以實現右邊特性圖所示的指數和對數輸出。在實際應用中，指數(反對數)和 對數的特性是千變萬化的，所以在很多情況下需要對圖上的公式採取插值或增添常數，這 可以採用硬體或程序的方法實現，也可以兩者結合。
權利要求
通用電子電位器模塊輸出值的變化特性是根據機械電位器近百年形成的應用特性而使通用電子電位器模塊也具備這些相似的輸出特性，其特徵是通用電子電位器模塊的輸出具有線性變化、指數(反對數)變化和對數變化，以及任意規律變化的輸出特性。
2.根據權利要求1所述的通用電子電位器模塊輸出值的變化特性，其特徵是這些輸 出特性依據和應用數學規律，通過改變電阻網絡的權電阻值實現。
3.根據權利要求1所述的通用電子電位器模塊輸出值的變化特性，其特徵是這些輸 出特性對通用電子電位器模塊的三種結構生成方式1)用分立元件和小規模集成電路；2) 用AT89C2051等單片機為核心配以程序控制，3)將所有控制電路可集成的元器件集成化， 都能夠實施。
4.根據權利要求1所述的通用電子電位器模塊輸出值的變化特性，其特徵是這些輸 出特性能對電子電位器模塊的可調電阻輸出模式和電位器輸出模式產生同樣的效果。
5.根據權利要求1所述的通用電子電位器模塊輸出值的變化特性，其特徵是這些輸 出特性採用數學的函數表達式和對表達式設置和插入常數、用硬體和軟體確定。
全文摘要
通用電子電位器模塊輸出值的變化特性是根據和應用數學的規律、通過改變電阻網絡的電阻值方法使其具有線性變化、指數(反對數)變化和對數變化，以及任意規律變化的輸出特性，這種輸出特性對通用電子電位器模塊的可調電阻輸出模式和電位器輸出模式和以下三種結構生成方式都可以實現1)用分立元件和小規模集成電路；2)用AT89C2051等單片機為核心配以程序控制；3)將所有控制電路可集成的元器件集成化。
文檔編號H01C17/22GK101859619SQ200910061409
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月7日 優先權日2009年4月7日
發明者程傑保, 程馨如 申請人:武漢市創佳源電子有限公司