如何计算数字电位计的游标电压
max5481/max5483数据资料提供了计算游标电压的复杂公式，力求非常精确。本应用说明解释了该计算所涉及的问题，并将该过程分解为更小的步骤。它还讨论了确定最低有效位 （lsb） 的正确方法。
介绍
有时，在我们努力做到非常精确时，我们会让事情看起来非常困难。max5481/max5482数字电位器的游标电压计算公式就是一个恰当的例子。
器件的数据手册（第12页和第13页）提供了以下计算游标电压（v在):
难怪人们被关掉了？我们只想知道游标电压。
这是什么fse和zse的东西？我们为什么关心？
如果我们将它们分解为更小的步骤，这些公式就不那么令人生畏了。
我们将首先从fse和zse开始。数据手册（第2页）的“电气特性”表表明fse和zse分别是“满量程误差”和“零量程误差”。从本质上讲，这些参数描述了电位计顶部和底部可能发生的残余电阻。这也适用于机械电位计。
现在，当我们设计电路时，忘记fse和zse——它们很小，无论如何我们都无法改变它们。
因此，我们可以简化等式1，它变成：
其中d是游标电压的一步。因此，一步是电位器顶部的电压减去底部电压除以1023。此值也是 1 lsb（最低有效位）。
为什么是 1023 而不是 1024？
图 1 显示了我们最终如何得到 1023 而不是 1024 背后的操作概念。请注意，如果有 8（0 到 7）步进（开关），则步长之间少一个电压（即只有 7 个电阻或 lsb）。零是我们免费获得的参考。
图1.说明步进数与电阻数的关系。
为了便于说明，假设电位计的底部为0.2v，电位计的顶部为2.2v，采用5v电源（图2）。
我们知道max5482端到端为50kω。如果电位计两端有2v电压，则r2两端需要有该电压的十分之一。因此r2为5kω。因为我们知道电压和电阻，所以我们可以计算电流。
r1将有5v负2.2v，两端为我们2.8v。我们可以查看比率，而不是计算电流（因为我们可以在脑海中做到这一点）。如果2v等于50kω，则2.8v等于70kω（1kω的4.50倍）。
电位计两端有2v电压。除以 1023 表示每个 lsb 为 0.001955v。
图2.典型的电阻分压器电路。
现在的雨刮器电压
如果游标电压（vin） 在 d 步长 500，则 500 乘以 1 lsb 为 0.9775v 加上 r2 两端的电压 （0.2v），总共为 1.1775v。
现在回到公式2。
公式2简单地说，vfse和vzse以1 lsb的电压测量（fse和zse以lsb为单位测量）。也就是说，vh和vl之间的差除以1023——是的，数据手册是错误的。
从数据资料的“电气特性”表中可以看出，max5482的fse为-0.75 lsb。因此，-0.75 乘以 0.001955v（上面的 lsb 值）得到 -0.001466v。因此，vfse 比 h 端子 2v 的标称电压低 0.001466v，换句话说，即 1.9985v vfse。
而且，zse 是 +1.45 lsb （+1.45 乘以 0.001955v），或比 l 端子的 0.2v 高 0.002835v。这为我们提供了总共 0.202835v vzse。
机械电位计数据手册有一个典型的规格，说明游标在电和旋转度上可以接近旋转的末端。这些规格相当于数字电位计中的fse和zse。
结论
本应用笔记解释了确定数字电位器游标电压所需的相关计算。通过将过程分解为更小的步骤，它为这些计算建立了更简单的方法：由于端点误差（fse和zse）仅为0.28%，因此公式3足以计算大多数应用中的游标电压。
然而，我们忽略了一个误差，在这个电路中可能大一百倍：电位计的±20%至±30%的端到端容差。
部分 描述 控制接口 温度系数（典型值，ppm/°c）
max5482 1024抽头、50kω非易失线性抽头数字电位器（分压器） 3线串行spi™ 35
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难怪人们被关掉了？我们只想知道游标电压。
这是什么fse和zse的东西？我们为什么关心？
如果我们将它们分解为更小的步骤，这些公式就不那么令人生畏了。
我们将首先从fse和zse开始。数据手册（第2页）的“电气特性”表表明fse和zse分别是“满量程误差”和“零量程误差”。从本质上讲，这些参数描述了电位计顶部和底部可能发生的残余电阻。这也适用于机械电位计。
现在，当我们设计电路时，忘记fse和zse——它们很小，无论如何我们都无法改变它们。
因此，我们可以简化等式1，它变成：
其中d是游标电压的一步。因此，一步是电位器顶部的电压减去底部电压除以1023。此值也是 1 lsb（最低有效位）。
为什么是 1023 而不是 1024？
图 1 显示了我们最终如何得到 1023 而不是 1024 背后的操作概念。请注意，如果有 8（0 到 7）步进（开关），则步长之间少一个电压（即只有 7 个电阻或 lsb）。零是我们免费获得的参考。
图1.说明步进数与电阻数的关系。
为了便于说明，假设电位计的底部为0.2v，电位计的顶部为2.2v，采用5v电源（图2）。
我们知道max5482端到端为50kω。如果电位计两端有2v电压，则r2两端需要有该电压的十分之一。因此r2为5kω。因为我们知道电压和电阻，所以我们可以计算电流。
r1将有5v负2.2v，两端为我们2.8v。我们可以查看比率，而不是计算电流（因为我们可以在脑海中做到这一点）。如果2v等于50kω，则2.8v等于70kω（1kω的4.50倍）。
电位计两端有2v电压。除以 1023 表示每个 lsb 为 0.001955v。
图2.典型的电阻分压器电路。
现在的雨刮器电压
如果游标电压（vin） 在 d 步长 500，则 500 乘以 1 lsb 为 0.9775v 加上 r2 两端的电压 （0.2v），总共为 1.1775v。
现在回到公式2。
公式2简单地说，vfse和vzse以1 lsb的电压测量（fse和zse以lsb为单位测量）。也就是说，vh和vl之间的差除以1023——是的，数据手册是错误的。
从数据资料的“电气特性”表中可以看出，max5482的fse为-0.75 lsb。因此，-0.75 乘以 0.001955v（上面的 lsb 值）得到 -0.001466v。因此，vfse 比 h 端子 2v 的标称电压低 0.001466v，换句话说，即 1.9985v vfse。
而且，zse 是 +1.45 lsb （+1.45 乘以 0.001955v），或比 l 端子的 0.2v 高 0.002835v。这为我们提供了总共 0.202835v vzse。
机械电位计数据手册有一个典型的规格，说明游标在电和旋转度上可以接近旋转的末端。这些规格相当于数字电位计中的fse和zse。
结论
本应用笔记解释了确定数字电位器游标电压所需的相关计算。通过将过程分解为更小的步骤，它为这些计算建立了更简单的方法：由于端点误差（fse和zse）仅为0.28%，因此公式3足以计算大多数应用中的游标电压。
然而，我们忽略了一个误差，在这个电路中可能大一百倍：电位计的±20%至±30%的端到端容差。
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