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,其高端、低端、滑動端分別用VH、VL、VW表示;而用作可調(diào)電阻器時,分別用RH、RL和RW表示。
圖2所示為數(shù)字電位器的內(nèi)部簡化電路,將n個阻值相同的電阻串聯(lián),每只電阻的兩端經(jīng)過一個由MOS管構(gòu)成的模擬開關(guān)相連,作為數(shù)字電位器的抽頭。這種模擬開關(guān)等效于單刀單擲開關(guān),且在數(shù)字信號的控制下每次只能有一個模擬開關(guān)閉合,從而將串聯(lián)電阻的每一個節(jié)點連接到滑動端。
數(shù)字電位器的數(shù)字控制部分包括加減計數(shù)器、譯碼電路、保存與恢復(fù)控制電路和不揮發(fā)存儲器等4個數(shù)字電路模塊。利用串入、并出的加/減計數(shù)器在輸入脈沖和控制信號的控制下可實現(xiàn)加/減計數(shù),計數(shù)器把累計的數(shù)據(jù)直接提供給譯碼電路控制開關(guān)陣列,同時也將數(shù)據(jù)傳送給內(nèi)部存儲器保存。當(dāng)外部計數(shù)脈沖信號停止或片選信號無效后,譯碼電路的輸出端只有一個有效,于是只選擇一個MOS管導(dǎo)通。
數(shù)字控制部分的存儲器是一種掉電不揮發(fā)存儲器,當(dāng)電路掉電后再次上電時,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。但是由于開關(guān)的工作采用“先連接后斷開”的方式,所以在輸入計數(shù)有效期間,數(shù)字電位器的電阻值與期望值可能會有一定的差別,只有在調(diào)整結(jié)束后才能達(dá)到期望值。