數(shù)字電位器是微處理器連接模擬世界的理想接口，近年來隨著微處理器和微控制器的增長，數(shù)字電位器市場持續(xù)張。不再局限于家族影院系統(tǒng)、音頻環(huán)繞控制、音響功放和有線電視等傳統(tǒng)應(yīng)用，數(shù)字電位器在顯示、工業(yè)和汽車領(lǐng)域也開始嶄露頭角。Microchip、安森美Catalyst、ADI、Intersil、Maxim、奧地利微電子等國際級供應(yīng)商在數(shù)字電位器這一領(lǐng)域頗有建樹。

Microchip模擬和接口產(chǎn)品部產(chǎn)品營銷經(jīng)理John AustinHpResmc

總的看來，數(shù)字電位器價格平穩(wěn)，供求大致平衡，這種狀態(tài)在2011年也將持續(xù)。安森美半導(dǎo)體Catalyst Group可配置模擬產(chǎn)品部產(chǎn)品營銷經(jīng)理Thruston Awalt表示：“目前來看，數(shù)字電位器市場需求和價格一直相當(dāng)穩(wěn)定，交貨期已達(dá)到客戶期望。 2011年，由于客戶在產(chǎn)品設(shè)計中追求更高的精度，相信數(shù)字電位器市場將獲得更大增長?！? 對2011年市場需求及產(chǎn)能看法樂觀，Microchip模擬和接口產(chǎn)品部產(chǎn)品營銷經(jīng)理John Austin在接受本刊采訪時表示：“市場對Microchip數(shù)字電位器的需求在過去五年內(nèi)呈持續(xù)增長狀態(tài)，尚未有任何征兆表明這種需求會下降。Microchip具有足夠的供應(yīng)能力來滿足當(dāng)前的需求，對于未來可預(yù)見的增長，我們也有足夠產(chǎn)能應(yīng)對?！? 精度與成本是關(guān)注焦點(diǎn) 數(shù)字電位器使用已超過十年，基本設(shè)計已非常完善，與機(jī)械電位器相比，具有調(diào)節(jié)精度高；沒有噪聲，有極長的工作壽命；無機(jī)械磨損；數(shù)據(jù)可讀寫；配置寄存器及數(shù)據(jù)寄存器等優(yōu)勢，在多個領(lǐng)域取代機(jī)械電位器是情理之中。但是，數(shù)字電位器額定阻值誤差大、溫度系數(shù)大、通頻帶較窄、滑動端允許電流小等，這在很大程度上限制了它的應(yīng)用。 目前業(yè)界對數(shù)字電位器最普遍的要求有以下幾點(diǎn)：電阻值隨溫度變化的穩(wěn)定性更強(qiáng)；電阻兩端可施加的工作電壓更高；端到端的電阻值更精確；流經(jīng)抽頭的灌/拉電流更高。數(shù)字電位器面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)不僅在于需要滿足體積小、工作電流低的條件，還需控制制造成本，與此同時，還應(yīng)對設(shè)計和工藝進(jìn)行改進(jìn)，從而滿足市場需求。切合這些市場需求點(diǎn)，Thruston Awalt透露，Catalyst近期的產(chǎn)品進(jìn)展主要集中在提高精度，同時降低成本方面。 現(xiàn)在，數(shù)字電位器尺寸正變得越來越小，功耗越來越低，端到端的電阻值隨溫度變化的穩(wěn)定性也得到改善，即使要求電阻溫度系數(shù)小于20 ppm，目前對廠商來說也并不困難。以Microchip為例，最近Microchip最近發(fā)布的器件MCP4017/8/9、MCP40D17/8/9和MCP43/44XX數(shù)字電位器系列。MCP4017/8/9數(shù)字電位器是一款7位易失性器件，典型功耗為2.5μA，并且采用非常小的SC-70封裝。 在選擇數(shù)字電位器時，設(shè)計人員需要進(jìn)行諸多考量。需要考慮的最常見的規(guī)格參數(shù)是端到端電阻值、器件分辨率、端到端電阻溫度系數(shù)、抽頭內(nèi)阻、工作電壓范圍、電流消耗、INL、DNL及接口等等。 因?yàn)樾枰谏鲜霰姸鄥?shù)間進(jìn)行權(quán)衡，為特定應(yīng)用選擇一款合適的數(shù)字電位器可能存在許多風(fēng)險。例如，如果設(shè)計人員主要關(guān)心整個系統(tǒng)的電流消耗，那么他們很有可能會選擇具有較高端到端電阻值的器件。但是，在這種情形下，電阻的步階較大，進(jìn)而導(dǎo)致電壓步階變大，從而降低了精度。再舉個例子，假如設(shè)計人員有一個需要多個器件的系統(tǒng)，并且他關(guān)心連線的花費(fèi)，于是希望將需要的I/O降至最少。在這種情況下，設(shè)計人員會選擇帶有I²C接口而不是SPI接口的數(shù)字電位器。選擇這種器件時，設(shè)計人員應(yīng)確保其具有足夠的I²C地址選項，以支持系統(tǒng)中器件的數(shù)量。除此之外，設(shè)計人員還將面對諸多其他的挑戰(zhàn)，良好的技術(shù)支持也是采購數(shù)字電位器考慮的要點(diǎn)之一。 未來數(shù)字電位器會發(fā)生哪些變化？ 大批量產(chǎn)品的專用數(shù)字電位器將更加常見。Thruston Awalt透露，對于大批量應(yīng)用，例如液晶偏壓調(diào)整，我們正在結(jié)合其他電路生產(chǎn)更加有針對性的產(chǎn)品，從而降低系統(tǒng)設(shè)計的整體成本和提高可靠性。 I²C接口數(shù)字電位器地位和比重可能發(fā)生變化。Thruston Awalt觀察到，SMBus接口的增長超過I²C，當(dāng)然，這并非表示I²C接口開始衰退，但是顯然SMBus將變得流行，帶有SMBus接口的數(shù)字電位器市場可能應(yīng)運(yùn)而生。