由于數(shù)字電位器可代替機(jī)械式電位器,所以二者在原理上有相似之處。數(shù)字電位器屬于集成化的三端可變電阻器件其等效電路,如圖1所示。當(dāng)數(shù)字電位器用作分壓器時(shí),其高端、低端、滑動(dòng)端分別用VH、VL、VW表示;而用作可調(diào)電阻器時(shí),分別用RH、RL和RW表示。
圖2所示為數(shù)字電位器的內(nèi)部簡(jiǎn)化電路,將n個(gè)阻值相同的電阻串聯(lián),每只電阻的兩端經(jīng)過(guò)一個(gè)由MOS管構(gòu)成的模擬開(kāi)關(guān)相連,作為數(shù)字電位器的抽頭。這種模擬開(kāi)關(guān)等效于單刀單擲開(kāi)關(guān),且在數(shù)字信號(hào)的控制下每次只能有一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)閉合,從而將串聯(lián)電阻的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到滑動(dòng)端。
數(shù)字電位器的數(shù)字控制部分包括加減計(jì)數(shù)器、譯碼電路、保存與恢復(fù)控制電路和不揮發(fā)存儲(chǔ)器等4個(gè)數(shù)字電路模塊。利用串入、并出的加/減計(jì)數(shù)器在輸入脈沖和控制信號(hào)的控制下可實(shí)現(xiàn)加/減計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)器把累計(jì)的數(shù)據(jù)直接提供給譯碼電路控制開(kāi)關(guān)陣列,同時(shí)也將數(shù)據(jù)傳送給內(nèi)部存儲(chǔ)器保存。當(dāng)外部計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)停止或片選信號(hào)無(wú)效后,譯碼電路的輸出端只有一個(gè)有效,于是只選擇一個(gè)MOS管導(dǎo)通。
數(shù)字控制部分的存儲(chǔ)器是一種掉電不揮發(fā)存儲(chǔ)器,當(dāng)電路掉電后再次上電時(shí),數(shù)字電位器中仍保存著原有的控制數(shù)據(jù),其中間抽頭到兩端點(diǎn)之間的電阻值仍是上一次的調(diào)整結(jié)果。因此,數(shù)字電位器與機(jī)械式電位器的使用效果基本相同。但是由于開(kāi)關(guān)的工作采用“先連接后斷開(kāi)”的方式,所以在輸入計(jì)數(shù)有效期間,數(shù)字電位器的電阻值與期望值可能會(huì)有一定的差別,只有在調(diào)整結(jié)束后才能達(dá)到期望值。