一種高精度的數字可調電阻的製作方法

2023-09-18 19:31:50

一種高精度的數字可調電阻的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高精度的數字可調電阻，包括具有四個可控I/O端的微處理器、四個限流電阻、四個光耦、四個調節電阻，微處理器的四個I/O端分別與四個限流電阻串聯後再分別與四個光耦的發光端正極對應連接，四個光耦的發光端負極均接地，四個調節電阻相互串聯，每一個調節電阻均與一個光耦的受光端的兩個輸出端並聯，首、尾兩個調節電阻之間的阻值為數字可調電阻的總阻值。本實用新型所述數字可調電阻通過改變調節電阻的組合狀態實現改變總電阻阻值的目的，具有開關管數量少、結構簡單、調節精度高的優點；通過設置限流電阻，使允許通過光耦的電流顯著提高，光耦的輸出電流最高能夠達到50mA。
【專利說明】—種高精度的數字可調電阻

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種數字可調電阻，尤其涉及一種結構簡單、阻值誤差小的高精度的數字可調電阻。

【背景技術】
[0002]數字可調電阻是一種用數位訊號控制其阻值改變的器件。與機械式可調電阻相t匕，數字可調電阻具有可編程改變阻值、無機械磨損、耐震動、噪聲小、壽命長、抗環境汙染等重要優點，因而，數字可調電阻在許多重要領域得到成功應用。但是，現有的數字可調電阻還存在阻值誤差大、允許通過的電流小(一般I?3mA)等缺點，同時現有的數字可調電阻一般都做成集成的器件，用戶不能通過改變抽頭數量來改變調節精度，這在很大程度上限制了它的應用。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的就在於為了解決上述問題而提供一種結構簡單、阻值誤差小的高精度的數字可調電阻。
[0004]本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的:
[0005]一種高精度的數字可調電阻，包括具有四個可控I/O端的微處理器、第一限流電阻?第四限流電阻、第一光耦?第四光耦、第一調節電阻?第四調節電阻，所述微處理器的四個I/o端分別與四個所述限流電阻串聯後再分別與四個所述光耦的發光端正極對應連接，四個所述光耦的發光端負極均接地，所述第一光耦的受光端正極與所述第一調節電阻的第一端連接並用於與外接電路的高電位端連接，所述第一光耦的受光端負極分別與所述第一調節電阻的第二端、所述第二光耦的受光端正極和所述第二調節電阻的第一端連接，所述第二光耦的受光端負極分別與所述第二調節電阻的第二端、所述第三光耦的受光端正極和所述第三調節電阻的第一端連接，所述第三光耦的受光端負極分別與所述第三調節電阻的第二端、所述第四光耦的受光端正極和所述第四調節電阻的第一端連接，所述第四光耦的受光端負極與所述第四調節電阻的第二端連接並用於與所述外接電路的低電位端連接。
[0006]上述結構中，微處理器作為通過數位訊號控制輸出電平高低的載體，是實現數位訊號改變阻值的基礎；四個限流電阻用於調節流過光耦的發光端器件的電流，以保護該發光端器件；四個調節電阻之間相互串聯，同時每個調節電阻與光耦的受光端正、負極之間並聯，以控制相應的調節電阻阻值是否被計算在整個數字可調電阻的阻值內，首尾調節電阻之間的阻值為所有被計算的調節電阻阻值之和。
[0007]作為優選，所述第二調節電阻的阻值是所述第一調節電阻阻值的兩倍，所述第三調節電阻的阻值是所述第一調節電阻阻值的兩倍，所述第四調節電阻的阻值是所述第一調節電阻阻值的五倍。這種結構使數字可調電阻阻值的調節範圍更大。
[0008]具體地，所述微處理器的型號為ATMEGA64。
[0009]作為優選，所述光耦的發光端器件為發光二極體、受光端器件為光敏三極體，所述光敏三極體的集電極為所述光耦的受光端正極，所述光敏三極體的發射極為所述光耦的受光端負極。
[0010]具體地，四個所述光耦的型號均為TLP521。
[0011]本實用新型的有益效果在於:
[0012]本實用新型所述數字可調電阻通過改變調節電阻的組合狀態實現改變總電阻阻值的目的，具有開關管數量少、結構簡單、調節精度高的優點；通過設置限流電阻，使允許通過光耦的電流顯著提高，光耦的輸出電流最高能夠達到50mA ;通過設計多個不同阻值且均與最小阻值的調節電阻阻值成倍數關係的調節電阻，使調節電阻的數量可以更少，阻值誤差更小；多個本數字可調電阻還可以任意組合，從而實現調節精度的提高，並可以通過改變數字可調電阻的抽頭數量來改變調節精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型所述高精度的數字可調電阻的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0015]如圖1所示，本實用新型所述高精度的數字可調電阻包括具有四個可控I/O端的微處理器IC1、第一限流電阻R1、第二限流電阻R3、第三限流電阻R5、第四限流電阻R7、第一光耦U1、第二光耦U2、第三光耦U3、第四光耦U4、第一調節電阻R2、第二調節電阻R4、第三調節電阻R6和第四調節電阻R8，其中，微處理器ICl的型號為「ATMEGA64」，第二調節電阻R4的阻值是第一調節電阻R2阻值的兩倍，第三調節電阻R6的阻值是第一調節電阻R2阻值的兩倍，第四調節電阻R8的阻值是第一調節電阻R2阻值的五倍，第一光耦U1、第二光耦U2、第三光耦U3和第四光耦U4的型號均為TLP521且結構如下:發光端器件為發光二極體、受光端器件為光敏三極體；微處理器ICl的第一 I/O端即1/01端與第一限流電阻Rl串聯後再與第一光耦Ul的發光二極體的正極對應連接，微處理器ICl的第二 I/O端即1/02端與第二限流電阻R3串聯後再與第二光耦U2的發光二極體的正極對應連接，微處理器ICl的第三I/O端即1/03端與第三限流電阻R5串聯後再與第三光耦U3的發光二極體的正極對應連接，微處理器ICl的第四I/O端即1/04端與第四限流電阻R7串聯後再與第四光耦U4的發光二極體的正極對應連接，第一光耦Ul的發光二極體的負極、第二光耦U2的發光二極體的負極、第三光耦U3的發光二極體的負極和第四光耦U4的發光二極體的負極均接地，第一光耦Ul的光敏三極體的集電極與第一調節電阻R2的第一端連接並用於通過第一導線101與外接電路的高電位端連接，第一光耦Ul的光敏三極體的發射極分別與第一調節電阻R2的第二端、第二光耦U2的光敏三極體的集電極和第二調節電阻R4的第一端連接，第二耦的光敏三極體的發射極分別與第二調節電阻R4的第二端、第三光耦U3的光敏三極體的集電極和第三調節電阻R6的第一端連接，第三光耦U3的光敏三極體的發射極分別與第三調節電阻R6的第二端、第四光耦U4的光敏三極體的集電極和第四調節電阻R8的第一端連接，第四光耦U4的光敏三極體的發射極與第四調節電阻R6的第二端連接並用於通過第二導線102與所述外接電路的低電位端連接。
[0016]下面對調節電阻的阻值賦值後進行總阻值調節原理的說明，以便於理解:
[0017]設第一調節電阻R2的阻值為In Ω，則第二調節電阻R4的阻值為2η Ω，第三調節電阻R6的阻值為2η Ω，第四調節電阻R8的阻值為5η Ω ;當微處理器ICl的1/01端、1/02端，1/03端、1/04端輸出高電平時，光耦Ul，U2，U3，U4全部導通，導線101和導線102之間的電阻為O ;當微處理器ICl的1/01端輸出低電平，1/02端，1/03端，1/04端輸出高電平時，光耦Ul不導通，光耦U2，U3，U4導通，導線101和導線102之間的電阻為第一調節電阻R2的阻值ΙηΩ ;當微處理器ICl的1/02端輸出低電平，1/01端，1/03端，1/04端輸出高電平時，光耦U2不導通，光耦U1，U3，U4導通，導線101和導線102之間的電阻為第二調節電阻R4的阻值2ηΩ ;當微處理器ICl的1/01端，1/02端輸出低電平，1/03端，1/04端輸出高電平時，光耦Ul，U2不導通，光耦U3，U4導通，導線101和導線102之間的電阻為第一調節電阻R2與第二調節電阻R4串聯的阻值3ηΩ ;當微處理器ICl的1/02端，1/03端輸出低電平，1/01端，1/04端輸出高電平時，光耦U2，U3不導通，光耦Ul，U4導通，導線101和導線102之間的電阻為第二調節電阻R4與第三調節電阻R6串聯的阻值4ηΩ ;當微處理器ICl的1/01端，1/02端，1/03端輸出高電平，1/04端輸出低電平時，光耦Ul，U2，U3導通，光耦U4不導通，導線101和導線102之間的電阻為第四調節電阻R8的阻值5ηΩ ;當微處理器ICl的1/02端，1/03端輸出高電平，1/01端，1/04端輸出低電平時，光耦U2，U3導通，光耦Ul，U4不導通，導線101和導線102之間的電阻為第一調節電阻R2與第四調節電阻R8串聯的阻值6η Ω ;當微處理器ICl的1/01端，1/03端輸出高電平，1/02端，1/04端輸出低電平時，光耦Ul，U3導通，光耦U2，U4不導通，導線101和導線102之間的電阻為第二調節電阻R4與第四調節電阻R8串聯的阻值7η Ω ;當微處理器ICl的1/03端輸出高電平，1/01端，1/02端，1/04端輸出低電平時，光耦U3導通，光耦Ul，U2，U4不導通，導線101和導線102之間的電阻為第一調節電阻R2、第二調節電阻R4與第四調節電阻R8串聯的阻值8η Ω ;當微處理器ICl的1/01端輸出高電平，1/02端，1/03端，1/04端輸出低電平時，光耦Ul導通，光耦U2，U3，U4不導通，導線101和導線102之間的電阻為第二調節電阻R4、第三調節電阻R6與第四調節電阻R8串聯的阻值9ηΩ ;當微處理器ICl的1/01端，1/02端，1/03端，1/04端輸出低電平時，光耦Ul，U2，U3，U4不導通，導線101和導線102之間的電阻為第一調節電阻R2、第二調節電阻R4、第三調節電阻R6與第四調節電阻R8串聯的阻值1n Ω。
[0018]從上可以看出，使用一個本數字可調電阻即一個微處理器ICl的四個I/O端、四隻限流電阻、四隻光耦和四隻調節電阻可實現調節精度為0.1 ;若再增加一個本數字可調電阻即一個微處理器ICl的四個I/O端、四隻限流電阻、四隻光耦和四隻調節電阻，且調節電阻的阻值分別為1n Ω，20η Ω，20η Ω，50η Ω，就可實現調節精度為0.01 ;若再增加一個本數字可調電阻即一個微處理器ICl的四個I/O端、四隻限流電阻、四隻光耦和四隻調節電阻，且調節電阻的阻值分別為100η Ω，200η Ω，200η Ω，500η Ω，就可實現調節精度為
0.001 ;以此類推，可以改變以本數字調節電阻為基礎的組合式數字調節電阻的調節精度。
[0019]上述實施例只是本實用新型的較佳實施例，並不是對本實用新型技術方案的限制，只要是不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本實用新型專利的權利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種高精度的數字可調電阻，其特徵在於:包括具有四個可控I/o端的微處理器、第一限流電阻?第四限流電阻、第一光耦?第四光耦、第一調節電阻?第四調節電阻，所述微處理器的四個I/o端分別與四個所述限流電阻串聯後再分別與四個所述光耦的發光端正極對應連接，四個所述光耦的發光端負極均接地，所述第一光耦的受光端正極與所述第一調節電阻的第一端連接並用於與外接電路的高電位端連接，所述第一光耦的受光端負極分別與所述第一調節電阻的第二端、所述第二光耦的受光端正極和所述第二調節電阻的第一端連接，所述第二光耦的受光端負極分別與所述第二調節電阻的第二端、所述第三光耦的受光端正極和所述第三調節電阻的第一端連接，所述第三光耦的受光端負極分別與所述第三調節電阻的第二端、所述第四光耦的受光端正極和所述第四調節電阻的第一端連接，所述第四光耦的受光端負極與所述第四調節電阻的第二端連接並用於與所述外接電路的低電位端連接。
2.根據權利要求1所述的高精度的數字可調電阻，其特徵在於:所述第二調節電阻的阻值是所述第一調節電阻阻值的兩倍，所述第三調節電阻的阻值是所述第一調節電阻阻值的兩倍，所述第四調節電阻的阻值是所述第一調節電阻阻值的五倍。
3.根據權利要求1或2所述的高精度的數字可調電阻，其特徵在於:所述微處理器的型號為ATMEGA64。
4.根據權利要求1或2所述的高精度的數字可調電阻，其特徵在於:所述光耦的發光端器件為發光二極體、受光端器件為光敏三極體，所述光敏三極體的集電極為所述光耦的受光端正極，所述光敏三極體的發射極為所述光耦的受光端負極。
5.根據權利要求4所述的高精度的數字可調電阻，其特徵在於:四個所述光耦的型號均為 TLP521。
【文檔編號】H01C10/50GK203982935SQ201420426244
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】李毅, 邢敏周, 康清周 申請人:成都熊谷加世電器有限公司