数字电位器也称为非接触式电位器，是一种用数字传感器检测转轴的角度变化，并将这个角度变化用多种信号类型反馈输出。
数字电位器与机械式电位器相比，具有可程控改变有效电气角度及输出范围、耐振动、噪声小、寿命长等优点，因此在自动检测与控制、智能仪器仪表等许多领域得到成功应用。
数字电位器的优点：调节精度高，没有噪声，有极长的工作寿命，无机械磨损。可用于自动控制系统中对角度位置的精确控制，也可利用输出反馈信号与角度变化呈线性比例的特性，通过驱动转轴实现输出调节功能。
一、数字电位器的工作原理数字电位器由电阻器网络和相应的开关组成，下图所示是数字电位器的内部结构

下图为三端数字电位器的结构简化示意图。电阻器网络在之前的文章中已有过介绍，在此不再赘述，开关通常为CMOS开关。

下面以X9511W数字电位器为例来介绍数字电位器的工作原理，X9511W的典型电阻限值为10K欧，其特点如下
1、32个滑动触头，按钮控制，端电压-5V~+5V；
2、滑动端位置数据可掉电保存10年；
3、低功耗CMOS，最大工作电流3毫安；
4、体积小，8脚SOIC或DIP封装。
下图为X9511W的内部原理图

下图为X9511W的引脚排列图。

x9511W数字电位器内含5位升降计数器，5位EEPROM存储器和存储及调用控制电路。

/PU为计数器输入端，上拉成高电平，当加上一个40毫秒的低电平时，计数器执行加计数，滑动输出端向上移动，Vl与Vw之间的电阻增大，Vh与Vw之间电阻变小，/PD为减计数器输入端，上拉成高电平，当加上一个40毫秒的低电平时，计数器执行减计数，滑动输出端向下移动，Vl与Vw之间的电阻减小，Vh与Vw之间电阻增大，VH、VL分别为高电压端和低电压端，等效于机械电位器的两个固定端，VCC、VSS分别为电源和地，VCC典型值为+5V，/ASE为自动存储方式或通过按键接地实现手动存储，VW为滑动端，相当于机械电位器的可移动端。
低电压脉冲加在/PU或/PD后，相当于对计数器进行加/减操作，计数器的输出被译码而接通一个单节点电子开关，使得电阻阵列的一个点接到滑动输出端，达到数字式调节电位器的目的，滑动端移动时不会超出终端位置，即当计数器达到终端时不会循环回变。
二、数字电位器的分类数字电位器的分类见下图

按变化函数分类
可分为线性和非线性两类，由于人耳对音量感受成对数性，所以长将对数变化的数字电位器用于高保真音频设备的音量调节。
按存储器特性分类
数字电位器可分为易失性和非易失性两类，所谓非易失性是指掉电后能保持滑动端位置，并在下次上电时恢复此前所保持的位置，有这种保持功能的数字电位器称为非易失性数字电位器，无保持功能的为易失型数字电位器。

按分辨率分类
可分为高分辨率何地分辨率两类
按接口方式分类
可分为I2C接口，单线接口，二线加/减式接口，二线并行接口、SPI总线接口，Microwire总线接口等。
三、数字电位器的特点1、由于数字电位器没有机械触点和活动部件，没有机械电位器中存在的磨损和噪声，使用寿命可达50~100年
2、机械电位器用转轴进行调节，调节次数一般为几百次到几千次，而数字电位器的调节次数（读写次数）可达20万次以上。
3、数字电位器的分辨率高，通常为32级到256级，也可做到1024级，但数字电位器的调节是阶梯式的，数字电位器阻值的变化越小，需要的级数就越多，造成电路复杂、成本增加，而机械式电位器的阻值调节是连续的
4、数字电位器对环境的要求不像机械式电位器那样苛刻，对潮湿和灰尘不敏感
5、数字电位器的数据传输有多种接口方式，而机械式电位器无法实现这一功能。
四、数字电位器应用举例
1、由数字电位器构成的可编程线性稳压器
下图是由DS1809构成的可编程线性稳压器的原理图。该稳压器主要有DS1809和低压差稳压器LP2950-5.0组成，DS1809属于按键式64抽头非易失性数字电位器，LP2950-5.0输出电压为5V，额定输出电流为100毫安，特别适合采用电池供电的系统，如手机，无线控制系统及笔记本电脑。LP2950-5.0具有低静态电流、低压差等特性，在轻载时的压差仅为50毫伏，输出100毫安电流时的压差也只有380毫伏。

2、DS1802构成的音量控制器
下图是DS1802构成的音量控制电路的原理图，电路采用惠斯通电桥连接方式，DS1802数字电位器包含的过零检测功能，可确保在检测到0V或50毫秒延迟时改变抽头位置，从而降低抽头位置瞬时改变时的噪声。DS1802音频电位器包含了两个数控电位器，对数抽头，每级变化1dB，最大衰减量63dB，此外，它还带有静音功能，可将信号衰减90dB，DS1802有四个按键输入，可用于音量/平衡控制，合理利用其过零检测功能，能够实现音量的无缝调节，以得到纯净的信号。

3、电压-电阻转换电路
下图是电压-电阻转换电路，它是由两只MAX5160数字电位器共同来完成的。数字电位器U1和比较器U3构成数字式跟踪-保持电路，U1通过调节内部分压来保证VWIPER跟踪VIN，这样，滑动电阻将于VIN成正比，由于U1和U2的数字输入是连在一起的，因此U2的滑动端位置与U1相同，对应端之间的电阻也相同，从而得到与VIN成正比的电阻，实现了电压到电阻的转换。


数字电位器和数模转换器的区别
1、引言
利用数字输入控制微调模拟输出有两种选择：电位器">数字电位器和数/模转换器(DAC)，两者均采用数字输入控制模拟输出。通过数字电位器可以调整模拟电压;通过DAC既可以调整电流，也可以调整电压。电位器有三个模拟连接端：高端、抽头端(或模拟输出)和低端(见图1a)。DAC具有队应的三个端点：高端对应于正基准电压，抽头端对应于DAC输出，低端则可能对应于接地端或负基准电压端(见图1b)。

DAC和数字电位器存在一些明显区别，最明显的差异是DAC通常包括一个输出放大器/缓冲器，而数字电位器却没有。大部分数字电位器需要借助外部缓冲器驱动低阻负载。有些应用中，用户可以轻易地在DAC和数字电位器之间做出选择;而有些应用中两者都能满足需求。本文对DAC和数字电位器进行了比较，便于用户做出最恰当的选择。
2、数/模转换器
DAC通常采用电阻串结构或R-2R阶梯架构，使用电阻串时，DAC输入控制着一组开关，这些开关通过匹配的一系列电阻对基准电压分压。对于R-2R阶梯架构，通过切换每个电阻对正基准电压进行分压，从而产生受控电流。该电流送入输出放大器，电压输出DAC将此电流转换成电压输出，电流输出DAC则将R-2R阶梯电流通过放大器缓冲后输出。如果选择DAC，还要考虑具体指标，如串口/并口、分辨率、输入通道数、电流/电压输出、成本等。对于注重速度的系统，可以选用并行接口;如果注重成本和尺寸，则可选用3线或2线串口，这种器件引脚数较少，可显著降低成本，而且，有些3线接口能达到26 MHz的通信速率，2线接口能够达到3.4 MHz的速率。DAC的另一个指标是分辨率，16位或18位DAC可以提供微伏级控制。例如，一个18位、2.5V基准的DAC，每个LSB对应于9.54μV，高分辨率对于工业控制(如机器人、发动机)产品极为重要。目前，数字电位器能够提供的最高分辨率是10位或1 024抽头。数/模转换器的另一个优势是能够在单芯片内集成多路转换器，例如，MAX5733内置32路DAC，每路都能提供16位的分辨率。当前的数字电位器最多只能提供6个通道，如DS3930。
DAC能够源出或吸入电流，为设计者提供更大的灵活性。例如，MAX5550 10位DAC通过内部放大器、P沟道MOSFET和上拉电阻能够提供高达30mA的输出驱动。而MAX5547 10位DAC结合放大器、N沟道MOSFET和下拉电阻可以提供3.6 mA的吸电流。除电流输出外，一些DAC还可以与外部放大器连接提供额外的输出控制。因为数/模转换器通常内置放大器，成本要高于数字电位器。但随着新型DAC尺寸的缩小，成本差异也越来越小。
3、 数字电位器
前面已谈到数字电位器可以通过数字输入控制电阻。图la中的3端数字电位器实际上是一个固定端到端电阻的可调电阻分压器。通过将电位器中心抽头与高端或低端相连，或使高端或低端浮空，数字电位器能配置成2端可变电阻。与数/模转换器不同，数字电位器能将H端接最高电压或最低电压端。选用数字电位器时，用户也需考虑具体的指标：线性或对数调节、抽头数、抽头级数、非易失存储器、成本等。控制接口有递增/递减、按钮、SPI和I2C。
与数/模转换器一样，数字电位器通过串口通信，包括I2C和SPI。此外，数字电位器还提供了2线的递增、递减接口控制。通常，DAC与数字电位器的显著区别在于数/模转换器内部带有输出放大器。通过该输出放大器可以驱动低阻负载。
4、DAC/电位器的选择
很多应用场合，用户可以轻易地在DAC和电位器之间做出选择。要求高分辨率的电机控制、传感器或机器人系统，需要选用DAC。另外，高速应用中，例如基站、仪表等对速度、分辨率要求较高，甚至需要并行接口的DAC。电位器的线性特性便于实现放大器反馈网络。相对于数/模转换器，对数电位器更适合音量调节。
但在当前的许多应用中，DAC与数字电位器之间选择的界限比较模糊，图2中的DAC和数字电位器都可用于控制MAXl553 LED驱动器。MAXll53亮度(BRT)输入的直流电压和检流电阻决定了LED的电流。