Was ist ein Digitalpotentiometer?

Ein Potentiometer dient zum Einstellen des Gesamtstrompegels, der durch ein Gerät fließt. Normale analoge Potentiometer, die normalerweise in Elementen wie Lautstärkereglern und Lichtdimmern verwendet werden, ermöglichen es einer Person, das Ansprechverhalten eines Schaltkreises zu modulieren und den Stromfluss darin zu steuern. Ein digitales Potentiometer oder Digipot wird vollständig über digitale Signale gesteuert. Während des Gebrauchs werden diese Signale in einen analogen Ausgang umgewandelt, so dass der Benutzer das elektrische Signal steuern kann. Digitale Potentiometer werden typischerweise zum Modulieren von analogen Signalen in Mikrocontrollern wie Zentraleinheiten in einem Computer verwendet. Durch die Steuerung der durch die Mikrocontroller fließenden Leistung hält das Potentiometer den Stromfluss durch empfindliche elektronische Geräte unter strenger Kontrolle.

Digitale Potentiometer werden entweder mit integrierten R-2R-Widerstandsleiterschaltungen oder mit einem direkten Digital-Analog-Wandler gebaut. In beiden Fällen nehmen diese Geräte den vom digitalen Potentiometer erzeugten digitalen Binärcode und wandeln ihn in ein analoges Spannungssignal für das Gerät um. Dies führt dazu, dass die richtige Menge an Energie auf das Gerät übertragen wird, sodass Modulationen nur durch Einstellungen des durch das Gerät übertragenen digitalen Signals vorgenommen werden können.

Im Vergleich zu herkömmlichen Potentiometern weisen digitale Potentiometer einige Nachteile auf. Das erste davon ist die Modulation; Digitalsignale können nicht ganz so genau eingestellt werden wie Analogsignale, was zu Einstellungen führt, die nicht ganz so genau vorgenommen werden können. Am gebräuchlichsten sind digitale Potentiometer mit 256 Schritten, es sind jedoch auch Potentiometer mit 32 bis über 1.000 Schritten erhältlich. Ein weiterer Nachteil ist die Beschränkung des digitalen Spannungsversorgungsbereichs, der sich typischerweise von 0 bis 5 Volt Gleichstrom (VDC) bewegt, weniger als der Standardbereich der meisten analogen Potentiometer. Gelegentlich kann während eines Einschaltzyklus ein digitales Potentiometer standardmäßig einen zufälligen Wert annehmen, was möglicherweise zu Problemen in der Schaltung führen kann.

Einige Versionen eines digitalen Potentiometers enthalten einen integrierten Speicher. Dies ermöglicht es ihnen, sich an ihre spezifische Einstellung zu erinnern, selbst nachdem der Stromfluss durch das Gerät unterbrochen wurde, z. B. durch einen Benutzer, der einen Computer oder ein anderes elektrisches Gerät ausschaltet. Bei diesen Arten von digitalen Potentiometern wird der Betrieb sofort wieder aufgenommen, sobald sie wieder eingeschaltet werden, und zwar genau mit der Leistung, die sie vor dem Herunterfahren hatten.