介绍

为了满足特定的动态范围要求，许多应用需要具有非线性传递函数的电路。从线性化电路元件的响应到为音量控制提供对数输出，该函数在各种工程应用中都很有用。线性锥度数字电位器(pots)可以在简单的分压器配置中提供非线性传递函数。下面的例子中，使用50k欧姆版本的MAX5160数字锅来描述这些类型的传递函数。

生成线性传递函数

典型的分压器配置如图1a、2a和3a所示。对于每一个电路，假设V(IN)代表一个低阻抗电压源，V(OUT)代表一个高阻抗输入节点。图1a描绘了一个简单的分压器，其传递函数为V(OUT) = V(IN)(R(B)/R(POT))，其中R(POT) = R(a) + R(B)。R(A)和R(B)分别表示V(IN)到雨刷器和雨刷器到地的电阻。将刮水器从锅的底部踩到顶部，使V(IN)保持恒定的5V电平，产生一个线性传递函数。这显示在图1b的线性响应图中。本文末尾提供了一个Excel 电子表格的链接，以帮助您计算V(OUT)与点击位置数据。

在电路中添加串联电阻(图2a中的R1)会产生完全不同的结果。现在这个电路的传递函数更接近于对数曲线，其特征为方程V(OUT) = V(IN)(R(B)/(R1 + R(B)))。通过改变R1的值(本例中R1为10k欧姆)，可以定制“伪算术”传递函数，以满足电路的实际需要。传递函数的图形如图2b所示。与对数锥度数字罐相比，该电路的一个可能缺点是V(OUT)只能接近V(IN)的满量值。V(OUT)不能到达V(IN)。因此，输出的动态范围有一定的损失;损失的大小取决于R1的取值。然而，使用对数锥度数字锅，将响应限制在特定锅的规格(1dB/步，2dB/步等)。根据所需的规范，这两种拓扑都存在权衡。

最后，交换R1和MAX5160的位置产生如图3a所示的电路。这种配置改变了输出的响应，使其更像是一个反对数函数。该电路的传递函数为V(OUT) = V(IN)(R1/(R1 + R(B)))，如图3b所示。与前面的示例一样，为R1选择的值会影响输出的动态范围。这个电路的输出不延伸到地轨。

对于简单的应用程序，例如给出的示例，可以操纵链接的电子表格以覆盖广泛的数字端口和电路值。电子表格中的方程式不包括MAX5160的±25%端到端电阻公差，但可以很容易地进行调整，以包括它，以及其他参数和锅。遵循以下步骤:

1. 打开电子表格后，选择底部与所需的非线性响应类型(线性、对数响应或逆对数响应)对应的选项卡。在单元格A2中输入V(IN)值。

2. 在单元格B2中输入R1的值。

3. 输入C2单元格中的锅电阻值。

4. 在cell D2中输入pot提供的总步数。

5. 复制在第33行E、F、G和H列中找到的值，并将它们粘贴到随后的每一行中，直到E列中的步数等于容器提供的总步数(并输入到D2单元格中)。换句话说，对于64步的锅，复制E33, F33, G33和H33的值，并将它们粘贴到所有后续的行中，直到第65行。

6. 对于旧版本的Excel，请遵循6a中列出的步骤。对于较新版本的Excel，请按照6b中列出的步骤操作。
   
   

• 点击电子表格中的图表，“图表”一词将出现在屏幕顶部工具栏上方的菜单中。如果屏幕上弹出单独的图表工具栏，请关闭它。点击屏幕顶部的“图表”。从下拉菜单中，单击“源数据”。将出现一个单独的窗口，突出显示单元格的数据范围。现在单击并拖动指针到电子表格的H (V(OUT))列，直到勾勒出感兴趣的单元格。然后在Source Data窗口中单击OK。该图现在描述了新的V(OUT)与抽头位置数据的关系。

• 对于较新版本的Excel，右键单击图形并从出现的下拉菜单中选择“选择数据”。将打开“选择数据源”窗口，选定单元格的数据范围。单击并在列H (V(OUT))中的单元格上方拖动一个框，直到选定感兴趣的单元格。当您执行此操作时，“选择数据源”窗口中的公式将自动更改。一旦选择了正确的单元格，单击窗口中的OK按钮。该图现在描述了新的V(OUT)与抽头位置数据的关系。

给出的示例在其范围内是通用的，不包括几个参数，如雨刷电阻，零和满量程误差，端到端电阻容差和温度系数。但是，可以修改电子表格以包含这些规范。