【導讀】可調參考電壓源為電路設計者提供了極大的靈活性，因為該參考電壓不再局限于制造商的預設值。從輸出到反饋引腳，可調輸出通常會配置一個分壓器，如圖1所示。為調節輸出，將反饋引腳的電壓與內部參考電壓（在本帖中顯示為VREF_INT）作比較，通常為1.2V。設備會對輸出電壓進行調節，直到VFB和VREF_INT相匹配。
一些可調并聯參考（如LM4041）使VFB通過R1；還有一些并聯參考會使VFB通過R2，如TLV431。而我主要研究LM4041，但在方程中，通過轉換R1和R2，此概念同樣適用于其他可調并聯參考。在本篇博文上，我將介紹一種用數字信號改變電阻分壓器和參考電壓的方法。
圖1：典型的VREF反饋分頻器
該方法中使用一個數字電位計替代兩個固定電阻。圖2概念性地展示了這一點，其中反饋引腳與電位計的弧刷相連接，高端連接VREF，低端連接GND。
圖2：電位計中央分接頭（弧刷）連接反饋引腳
圖3展示的是重繪電路，用TPL0102數字電位計充當電壓分頻器。通過連接穿過內部電阻高低引腳的電壓，連接輸出與弧刷引腳，可以安裝一個數字電位計作為電壓分頻器。弧刷的位置會影響弧刷與高低引腳間的電阻比率，此外通過向設備發送代碼，可以用數字方式對該位置進行控制。TPL0102使用I2C接口，其他電位計使用串行外設接口或平行接口。
圖3：TPL0102數字電位計作為反饋分頻器時的VREF
因為電阻比率設定輸出電壓，所以分頻器電阻的絕對值不是至關重要的。這樣一來，便可以輕松用數字電位計來替代電阻分頻器。方程1中展示了調節輸出、VREF_OUT和電阻比率之間的關系：
在該應用中，這一點非常重要，因為數字電位計的絕對電阻值變化很大，而電阻比率卻是非常準確。例如，為產生3.3伏的參考電壓，要求R2對R1的電阻比率為1.66。
電位計數據表中提供了用于計算特定代碼電壓分頻器輸出的公式，如方程2和方程3所示。其中，VHW表示從高引腳(H)到弧刷的電壓，而VWL表示從弧刷(W)到低引腳(L)的電壓：
我在介紹中提到VFB通過R1，所以我們繼續使用方程2，計算高引腳與弧刷引腳之間的電壓。弧刷連接至設備的反饋引腳，VFB被迫為VREF_INT。方程4展示了用于求出VREF_OUT所要求數字代碼的公式：
繼續討論方程5中的例子，其中NTAPS為256，VREF_INT為1.24伏，VREF_OUT為3.3伏，你需要寫出十進制碼160，得出R1和R2電阻值分別為37.50kW和62.50kW。更重要的是，用方程1計算得出這兩個電阻的比率同樣是1.66。
如果你需要改變參考電壓，你只需寫出I2C事務，相應地移動弧刷位置即可。因此，反饋引腳的電壓會改變并調節VREF_OUT。你也可以使用電位計以數字方式調整參考電壓，電位計上的分接頭越多，電阻率的分辨率越高，輸出參考電壓的分辨率也就越高。
該應用中使用數字電位計的一大缺陷在于數字電位計集成電路的電壓極限一般不能超過5.5伏。可以確定的是，電阻率不會出現VREF_OUT大于5.5伏的情況。對于一個有256個分接頭的數字電位計和內部參考電壓為1.24伏的并聯參考來說，十進制碼不能超過200。圖4展示了輸入碼對有256個分接頭的電位計和1.24伏參考設備的參考電壓的影響。
圖4：參考電壓與數字電位計代碼
為并聯參考通電之前安裝使用電位器可以保證將電阻分壓器放在正確位置。如果不可行，則可以在未使VFB降低的電阻上并聯加裝一個大電阻器。這樣一來，LM4041從反饋引腳（通過R2）到地面的功率將為1MW，或者TLV431從反饋引腳（通過R1）到輸出口的功率將為1MW。
為避免再產生一個并聯電阻，可以在設備上安裝固定R1和R2電阻器，并將數字電位計與其中一個電阻串聯連接。然后需安裝電位計作為變阻器，如圖5所示。這種安裝方法取決于數字電位計的絕對電阻值，它不像作為比率計分壓器時那樣精確，需向微控制器提供反饋從而最終做出數字編碼的選擇。
圖5：以數字電位計為變阻器的固定電阻器
既然你了解了用可調參考電壓設置輸出電壓的方法，你就知道如何利用其隨時改變輸出電壓。如果你在應用中已經使用了微控制器，那么搭配使用數字電位計可以給一個看似簡單的零部件添加一些功能。
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