专利名称：通用电子电位器模块阻性输出的两种模式的制作方法
技术领域：
通用电子电位器模块是全部用电子元器件组成的一种全新理念的、完整的电位器 器件，可作为多功能的精密电子电位器直接用于各种电子领域，本发明对该器件可调的电 阻值输出配备了两种输出模式，以使其更好地实现现实应用，该技术属电子元器件领域。
背景技术：
机械电位器使用至今已近百年，机械电位器存在机械磨损、怕震动、频繁动作很容 易损坏，拨码开关和电阻网络也能构成电位器，但存在机械断点，在很多对电阻的改变有连 续要求的情况下不能使用，实质上是一个数字机械电位器。有一种数字电位器集成芯片，但需要大量的外围电路和二次设计才能实现完整的 电位器使用功能，由于输出电阻网络功率限制和几乎没有扩展功能，其应用有很大的局限 性。通用电子电位器模块是一种全新理念的、完整的电子电位器器件，具有强大的性 能可拓展能力，有条件成为未来电位器的发展方向。
发明内容
通用电子电位器模块作为使用量巨大、行业应用面极宽的电子器件，在满足其可 靠地使用的技术前提下，尽可能简化电路，降低成本以利更好地节约资源显得尤其重要。电 位器有两种使用模式可调电阻模式和电位器模式，在工业实际应用中，电位器的功能主 要是单端调整模拟量电压、电流，因此，可调电阻输出模式比电位器输出模式使用要更多一 些，机械电位器可以很容易实现这两种输出模式，几乎感觉不到这种差异，而采用电子的方 法实现，电位器输出模式比可调电阻输出模式难度要大很多。区别很大，因此，通用电子电 位器模块设计两种输出模式是很有必要的。附图1是这两种输出模式的基本原理框图，比 较这两者可以明显看到，电位器输出模式要比可调电阻输出模式复杂很多，另外，因为通用 电子电位器模块需要在任何复杂的条件下都能使用，故电子开关的技术处理也要困难一些 (原由在“具体实施方式
”中详述)。通用电子电位器模块的结构生成方式有三种1)用分立元件和小规模集成电路；2)用AT89C2051等单片机为核心配以程序控制；3)将所有控制电路可集成的元器件集成化。本发明对以上三种通用电子电位器模块结构都能实施。下面结合附图1和附图2 简述可调电阻输出模式和电位器输出模式的基本实施原理。在图1所示的可调电阻输出模式中，电子开关可采用双向模拟开关，则输出是没 有极性的，但输出电阻的工作电压有一定的限制。也可以采用NPN型的三极管，则耐压可达 到很高，但输出是有极性的，如果将三极管的集电极和发射极倒置，则导通电阻很小，也没 有极性，但输出电阻的工作电压必须小于7V。根据这些电子开关的性能特点，结合实际使用 条件合理选择很有必要。虚线内为可调电阻输出模式产生的实际效果，电阻网络采用并联通断的方式可用最少的电阻达到最大的分辨率，并使输出电阻在改变时绝对连续，这在有 些情况下是需要的。在图2所示的电位器输出模式中，电子开关也可采用单刀双掷模拟开关，当开关 的动触点接通电阻网络某一个电阻时，另一个对应电阻断开，合理选配电阻网络的各电阻 阻值，则可产生如虚线内电位器动臂上下滑动的效果。电子开关也可依据上节所说明的各 开关性能特点和使用条件选取，但不管采用哪种材料的电子开关，电位器两个端点所能承 受的电压都会受到限制。本发明的特点和有益效果是1.用电子取代机械是人类科技发展的必然趋势，通用电子电位器模块已经具备淘 汰机械电位器的性能实力，实现两种输出模式后可进一步拓展其性能优势，从而加快其取 代机械电位器进程；2.可调电阻输出模式和电位器输出模式各有优劣，在实际应用中可以互相补充， 能有效地扩大通用电子电位器模块的使用范围。3.电位器在实际使用用中大多数都是、也能够接成可调电阻的方式，而通用电子 电位器模块输出采用可调电阻输出模式线路简单，可以节约大量成本和资源。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是可调电阻输出模式和电位器输出模式的典型原理框图，用以说明这两种输 出模式的实现方法和各自的优劣特性。图中所示的模块分辨率为十进制3位或二进制12 位，该位数用于本发明所有的说明中，该图的原理适用于任意位数的通用电子电位器模块。图2是电位器输出模式的另一种实施方法的原理框图。因为实现电位器输出模式 要复杂一些，故增加一种实施方案以加深这种输出模式的说明。图3和图4分别是可调电阻输出模式和电位器输出模式具体的典型可实施例，以 对本发明作详细说明。
具体实施例方式在图3的可调电阻输出模式中，例1为双向模拟开关控制方式，模拟开关可选用 CD4066等，当开关全部断开时，输出电阻最大，即为电阻R13的阻值，当模拟开关逐渐导通 时，输出电阻渐渐变小，直到全部导通，输出电阻为最小值，网络电阻精度选为1 %，选择合 适的电阻阻值，则该电路最大分辨率为2048个数，准确度可达2%，由于模拟开关存在导 通电阻，网络电阻也不可能无限小，故有一定的起始电阻，另外，可调电阻的使用电压不能 超过通用电子电位器模块的工作电压。例2中的电子开关采用NPN型的三极管，可使用 2SC9013,该器件价格便宜，导通电阻只有几十欧，耐压大于40V，故可调电阻可在小于40V 的条件下使用。该例其它实施条件基本上和例1一样。图4是电位器工作模式典型的构成实例，图中的单刀双掷模拟开关也可以用 CD4066或其它模拟开关，12个开关的动触点全部相连并作为电位器的动臂，上下两组电阻 网络的电阻值全部按图对称连接，从图中不难分析，当开关顺序动作时，电位器的动臂上下 滑动，而两端的电阻阻值始终保持不变，其效果和机械电位器调节完全一样，选择合适的网络电阻精度和电阻值，其分辨率和准确度也能和图3 —样。
权利要求
通用电子电位器模块阻性输出的两种模式是根据电位器的使用特点而为通用电子电位器模块配备的两套完整的输出方案，其特征是通用电子电位器模块具有可调电阻输出模式(两线式)和电位器输出模式(三线式)，从而因各自的优劣在实际应用中互相补充。
2.根据权利要求1所述的通用电子电位器模块阻性输出的两种模式，其特征是控制 输出电阻网络通断的电子开关器件为三极管或集成双向模拟开关。
3.根据权利要求1所述的通用电子电位器模块阻性输出的两种模式，其特征是 对通用电子电位器模块的三种结构生成方式1)用分立元件和小规模集成电路；2)用 AT89C2051等单片机为核心配以程序控制，3)将所有控制电路可集成的元器件集成化，都 能够实施。
4.根据权利要求1所述的通用电子电位器模块阻性输出的两种模式，其特征是电阻 网络的电阻采用并联的方式调整输出的电阻值。
全文摘要
通用电子电位器模块阻性输出的两种模式是根据电位器的使用特点而为通用电子电位器模块配备的两套完整的输出方案——可调电阻输出模式和电位器输出模式。两种输出模式各有优劣，在实际应用中可以互相补充，两种输出模式也都可以采用各种电子开关器件和电阻网络组成。本发明对通用电子电位器模块的三种结构生成方式1)用分立元件和小规模集成电路；2)用AT89C2051等单片机为核心配以程序控制；3)将所有控制电路可集成的元器件集成化，都能够有效地实施。
文档编号H01C1/16GK101853722SQ200910061340
公开日2010年10月6日 申请日期2009年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者程杰保, 程馨如 申请人:武汉市创佳源电子有限公司