專利名稱：通用電子電位器模塊阻性輸出的兩種模式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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于各種電子領(lǐng)域，本發(fā)明對該器件可調(diào)的電 阻值輸出配備了兩種輸出模式，以使其更好地實現(xiàn)現(xiàn)實應(yīng)用，該技術(shù)屬電子元器件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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(guān)和電阻網(wǎng)絡(luò)也能構(gòu)成電位器，但存在機械斷點，在很多對電阻的改變有連 續(xù)要求的情況下不能使用，實質(zhì)上是一個數(shù)字機械電位器。有一種數(shù)字電位器集成芯片，但需要大量的外圍電路和二次設(shè)計才能實現(xiàn)完整的 電位器使用功能，由于輸出電阻網(wǎng)絡(luò)功率限制和幾乎沒有擴展功能，其應(yīng)用有很大的局限 性。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，具有強大的性 能可拓展能力，有條件成為未來電位器的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
通用電子電位器模塊作為使用量巨大、行業(yè)應(yīng)用面極寬的電子器件，在滿足其可 靠地使用的技術(shù)前提下，盡可能簡化電路，降低成本以利更好地節(jié)約資源顯得尤其重要。電 位器有兩種使用模式可調(diào)電阻模式和電位器模式，在工業(yè)實際應(yīng)用中，電位器的功能主 要是單端調(diào)整模擬量電壓、電流，因此，可調(diào)電阻輸出模式比電位器輸出模式使用要更多一 些，機械電位器可以很容易實現(xiàn)這兩種輸出模式，幾乎感覺不到這種差異，而采用電子的方 法實現(xiàn)，電位器輸出模式比可調(diào)電阻輸出模式難度要大很多。區(qū)別很大，因此，通用電子電 位器模塊設(shè)計兩種輸出模式是很有必要的。附圖1是這兩種輸出模式的基本原理框圖，比 較這兩者可以明顯看到，電位器輸出模式要比可調(diào)電阻輸出模式復雜很多，另外，因為通用 電子電位器模塊需要在任何復雜的條件下都能使用，故電子開關(guān)的技術(shù)處理也要困難一些 (原由在“具體實施方式
”中詳述)。通用電子電位器模塊的結(jié)構(gòu)生成方式有三種1)用分立元件和小規(guī)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(fā)明對以上三種通用電子電位器模塊結(jié)構(gòu)都能實施。下面結(jié)合附圖1和附圖2 簡述可調(diào)電阻輸出模式和電位器輸出模式的基本實施原理。在圖1所示的可調(diào)電阻輸出模式中，電子開關(guān)可采用雙向模擬開關(guān)，則輸出是沒 有極性的，但輸出電阻的工作電壓有一定的限制。也可以采用NPN型的三極管，則耐壓可達 到很高，但輸出是有極性的，如果將三極管的集電極和發(fā)射極倒置，則導通電阻很小，也沒 有極性，但輸出電阻的工作電壓必須小于7V。根據(jù)這些電子開關(guān)的性能特點，結(jié)合實際使用 條件合理選擇很有必要。虛線內(nèi)為可調(diào)電阻輸出模式產(chǎn)生的實際效果，電阻網(wǎng)絡(luò)采用并聯(lián)通斷的方式可用最少的電阻達到最大的分辨率，并使輸出電阻在改變時絕對連續(xù)，這在有 些情況下是需要的。在圖2所示的電位器輸出模式中，電子開關(guān)也可采用單刀雙擲模擬開關(guān)，當開關(guān) 的動觸點接通電阻網(wǎng)絡(luò)某一個電阻時，另一個對應(yīng)電阻斷開，合理選配電阻網(wǎng)絡(luò)的各電阻 阻值，則可產(chǎn)生如虛線內(nèi)電位器動臂上下滑動的效果。電子開關(guān)也可依據(jù)上節(jié)所說明的各 開關(guān)性能特點和使用條件選取，但不管采用哪種材料的電子開關(guān)，電位器兩個端點所能承 受的電壓都會受到限制。本發(fā)明的特點和有益效果是1.用電子取代機械是人類科技發(fā)展的必然趨勢，通用電子電位器模塊已經(jīng)具備淘 汰機械電位器的性能實力，實現(xiàn)兩種輸出模式后可進一步拓展其性能優(yōu)勢，從而加快其取 代機械電位器進程；2.可調(diào)電阻輸出模式和電位器輸出模式各有優(yōu)劣，在實際應(yīng)用中可以互相補充， 能有效地擴大通用電子電位器模塊的使用范圍。3.電位器在實際使用用中大多數(shù)都是、也能夠接成可調(diào)電阻的方式，而通用電子 電位器模塊輸出采用可調(diào)電阻輸出模式線路簡單，可以節(jié)約大量成本和資源。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖1是可調(diào)電阻輸出模式和電位器輸出模式的典型原理框圖，用以說明這兩種輸 出模式的實現(xiàn)方法和各自的優(yōu)劣特性。圖中所示的模塊分辨率為十進制3位或二進制12 位，該位數(shù)用于本發(fā)明所有的說明中，該圖的原理適用于任意位數(shù)的通用電子電位器模塊。圖2是電位器輸出模式的另一種實施方法的原理框圖。因為實現(xiàn)電位器輸出模式 要復雜一些，故增加一種實施方案以加深這種輸出模式的說明。圖3和圖4分別是可調(diào)電阻輸出模式和電位器輸出模式具體的典型可實施例，以 對本發(fā)明作詳細說明。
具體實施例方式在圖3的可調(diào)電阻輸出模式中，例1為雙向模擬開關(guān)控制方式，模擬開關(guān)可選用 CD4066等，當開關(guān)全部斷開時，輸出電阻最大，即為電阻R13的阻值，當模擬開關(guān)逐漸導通 時，輸出電阻漸漸變小，直到全部導通，輸出電阻為最小值，網(wǎng)絡(luò)電阻精度選為1 %，選擇合 適的電阻阻值，則該電路最大分辨率為2048個數(shù)，準確度可達2%，由于模擬開關(guān)存在導 通電阻，網(wǎng)絡(luò)電阻也不可能無限小，故有一定的起始電阻，另外，可調(diào)電阻的使用電壓不能 超過通用電子電位器模塊的工作電壓。例2中的電子開關(guān)采用NPN型的三極管，可使用 2SC9013,該器件價格便宜，導通電阻只有幾十歐，耐壓大于40V，故可調(diào)電阻可在小于40V 的條件下使用。該例其它實施條件基本上和例1一樣。圖4是電位器工作模式典型的構(gòu)成實例，圖中的單刀雙擲模擬開關(guān)也可以用 CD4066或其它模擬開關(guān)，12個開關(guān)的動觸點全部相連并作為電位器的動臂，上下兩組電阻 網(wǎng)絡(luò)的電阻值全部按圖對稱連接，從圖中不難分析，當開關(guān)順序動作時，電位器的動臂上下 滑動，而兩端的電阻阻值始終保持不變，其效果和機械電位器調(diào)節(jié)完全一樣，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)電阻精度和電阻值，其分辨率和準確度也能和圖3 —樣。
權(quán)利要求
通用電子電位器模塊阻性輸出的兩種模式是根據(jù)電位器的使用特點而為通用電子電位器模塊配備的兩套完整的輸出方案，其特征是通用電子電位器模塊具有可調(diào)電阻輸出模式(兩線式)和電位器輸出模式(三線式)，從而因各自的優(yōu)劣在實際應(yīng)用中互相補充。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用電子電位器模塊阻性輸出的兩種模式，其特征是控制 輸出電阻網(wǎng)絡(luò)通斷的電子開關(guān)器件為三極管或集成雙向模擬開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用電子電位器模塊阻性輸出的兩種模式，其特征是 對通用電子電位器模塊的三種結(jié)構(gòu)生成方式1)用分立元件和小規(guī)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?qū)嵤?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用電子電位器模塊阻性輸出的兩種模式，其特征是電阻 網(wǎng)絡(luò)的電阻采用并聯(lián)的方式調(diào)整輸出的電阻值。
全文摘要
通用電子電位器模塊阻性輸出的兩種模式是根據(jù)電位器的使用特點而為通用電子電位器模塊配備的兩套完整的輸出方案——可調(diào)電阻輸出模式和電位器輸出模式。兩種輸出模式各有優(yōu)劣，在實際應(yīng)用中可以互相補充，兩種輸出模式也都可以采用各種電子開關(guān)器件和電阻網(wǎng)絡(luò)組成。本發(fā)明對通用電子電位器模塊的三種結(jié)構(gòu)生成方式1)用分立元件和小規(guī)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，都能夠有效地實施。
文檔編號H01C1/16GK101853722SQ200910061340
公開日2010年10月6日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者程杰保, 程馨如 申請人:武漢市創(chuàng)佳源電子有限公司