目的

本文档的目的是提供DS1802双数字电位器音频特性的检查。开发测试电路的目的是测量分接点之间的绝对误差、两个电位器刮擦器之间的通道间匹配或跟踪、总谐波失真(THD)、互调失真(IMD)和串扰。此外，还提供了每个电位器的静音电平以及作为温度和电压函数的活动和备用电流的数据。对于本报告，测试仅限于20Hz至20kHz的频率范围。

测试电路配置

为了评估DS1802的音频性能，我们构建了图1所示的电路。如图所示，该电路由两个NE5532运算放大器组成，以非反相单位增益配置连接。这些缓冲级的输入来自DS1802的每个雨刷。

采取了若干步骤以尽量减少外来噪声对测量数据的影响。从(或到)DS1802和NE5532运算放大器的所有输入和输出都使用屏蔽电缆。所有接地信号都连接到一个公共点，电源使用10µF电容器电容耦合到地。此外，DS1802和NE5532运算放大器都使用单独的电源。

组装完成后，该电路被安装在一个金属测试箱中，以提供额外的保护，防止来自外部来源(如计算机显示器、灯光等)的随机噪声耦合。BNC连接器用于测试设备的输入和输出。

测试测量设备

音频测量使用pc控制的Audio Precision-System One - A版本音频分析仪进行。该测试设备提供了测量THD+N、IMD、串扰、绝对误差和信道间匹配的手段。

执行的测试测量

如本文档所述，器件测试完成了分接点之间的绝对误差、通道间匹配、THD+N、IMD、串扰、静音电平和器件电流特性作为温度的函数。这些测试和数据载于本节报告的以下各页。

绝对误差及总结

绝对误差定义为在给定的雨刷位置期望输出电压与测量输出电压之间的差值。DS1802被指定为任何给定雨刷位置提供±0.5 dB的绝对公差。例如，相对于雨刷位置0(或连接到电位器高端端的输入信号)，雨刷位置48将有望提供-48 dB±0.5 dB的信号衰减差。

图2和图3给出了由DS1802的5个单元组成的样本集的图形数据。图2给出了测试的五个设备的实际数据。图3通过显示计算出的平均值进一步总结了这些数据。在这些测试中获得的绝对误差数据表明，DS1802在±0.5 dB的指定数据表限制内表现良好。

反应器内匹配

DS1802每个器件有两个电位器。通道间匹配提供了一种测量每个电位器的雨刷位置匹配程度的方法。通道间匹配定义为电位器0和电位器1相同的刮水器位置之间的差。例如，根据DS1802的规格，电位器0和电位器1的刮水器位置15的差异不应超过±0.25 dB。

图4提供了在单元上获取的实际数据，而图5显示了平均数据的摘要。通道间匹配的平均数据表明，该器件的特性落在±0.05 dB的窗口内;这完全在±0.25 dB的数据表规格范围内。

总谐波失真+噪声(THD+N)与频率的关系

总谐波失真+噪声作为频率的函数如图6、7和8所示。图6给出了没有额外滤波的80kHz限带信号的数据。图7中显示的数据带宽限制为30kHz，包括使用a加权滤波器滤波的数据。图8给出了带宽限制为22kHz的输入信号的数据以及使用a加权滤波器滤波后的相应数据。该数据的设备和系统配置为DS1802的供电电压为5伏，输入信号为1 Vrms，电位器0和电位器1的雨刷设置为位置6(衰减为6 dB)。

通过将电位器的雨刷位置设置在位置0以外的某个电平，DS1802的潜在用户可以在输入信号覆盖电阻阵列的某些部分时查看该部件的失真。位置设置为0主要允许检查输入信号源。这些测试中使用的位置-6设置为监视%THD+N提供了最坏情况选择。

DS1802在1kHz时指定的%THD+N为0.002%。该规范是使用80kHz带宽限制输入信号在1Vrms和位置6电位器设置导出的。在20Hz到20kHz的频率范围内，%THD+ N在80kHz带限信号下的最大值小于0.02%。此外，在20Hz至20kHz频率范围内，使用带限信号与a加权滤波器相结合，%THD+N显着改善。

a加权滤波器是一种特殊的噪声加权滤波器(ANSI S1.4, IEC推荐179)，用于产生与人类在音频范围内观察到的噪声测量。(1)关于该滤波器的更多详细信息可以在上述ANSI规范或audio Precision, Incorporated出版的音频测量手册中找到。

互调失真(IMD)

为SMPTE和CCIF互调测量标准提供了互调失真数据。数据作为每种测量技术的振幅函数呈现，如图9 (SMPTE)和10 (CCIF)所示。

SMPTE(美国电影电视工程师协会)标准规定了一个双正弦波测试信号，该信号由一个低频、高振幅的音调与一个低频音调幅度为1/4的高频正弦波线性组合而成。SMPTE规范要求60Hz和7kHz作为两个正弦波。当非线性器件受到双音测试信号时，互调产物以高频音周围的边带形式出现。互调失真百分比定义为高频信号的幅度调制百分比，由二阶和三阶边带对表示。高频音调周围的二阶边带间隔频率等于低频音调(F(H)±F(L))。三阶边带的间隔为低频音调的两倍或F(H)±2F(L)。(F(H)和F(L)分别对应高频和低频音调。(2))

CCIF互调失真测试包括使用两个等幅，频率间隔紧密的高频信号。用于测试数据的信号包括13kHz和14kHz。音频分析仪仅测量由两个高频测试信号产生的差音或低频产物的幅度。在这里，互调失真百分比被定义为低阶或差分信号(F(H) - F(L))在高频信号上所代表的调幅百分比。关于SMPTE和CCIF的更多信息可以在Audio Precision, Incorporated出版的《音频测量手册》和《System One音频分析仪用户手册》中找到。

相声

使用图11和图12的测试配置图执行串扰测量。串扰分析是通过评估来自DS1802的两个雨刷的信号来进行的。在此测试中，电位器0从音频精度分析仪提供信号。该信号通过电位器0的缓冲器返回到分析仪(参见图11或图12)。这个信号返回连接到音频分析仪的通道a输入。

电位器1和它的雨刷器(主要是雨刷器)被用作信号馈通的比较点。高、低端子H1和L1要么保持开路，如图11所示，要么如图12所示接地。电位器1的雨刷通过通道b连接到音频分析仪的输入端。

然后对音频分析仪的通道A输入和通道b输入进行比较，以确定串扰的水平。图11和12的两种配置的图形数据如图13所示。

雨刷位置与温度的关系

提供了有关每个电位器的雨刷位置作为温度函数的数据。评估的温度包括0°C, 25°C和70°C。数据如图14所示，并以雨刷位置的函数表示公差或绝对误差。例如，雨刷位置28应对应于28 dB±0.5 dB的公差。

从图形数据可以看出，温度对绝对公差的影响很小或没有影响。

设备静音级别

DS1802提供硬件和软件静音功能。图15和16中提供的数据显示了由五个部分组成的样本集的静音级别。如图所示，对于给定采样集上的两个电位器，相对于雨刷位置0，静音电平超过-90.0 dB。DS1802被指定提供至少-90.0 dB的静音能力。

有效电流与温度的关系

电源电压为5伏时，提供了有效电流的数据。该数据如图17所示。用于此测试的DS1802配置为过零检测模式，并且按钮输入有效。该配置为有源电流的使用提供了部件的最坏情况应用。

有关按钮输入或过零检测模式的信息，请参见DS1802的数据手册。

待机电流@ V(CC)

电源电压V(CC) = +3.0和+5.0伏时提供备用电流数据。此测试的DS1802配置在3线串行端口，按钮输入或电位器上的电压上没有活动。图18和19提供了+3.0和+5.0伏运行的图形数据。

结论

如本文档目的部分所述，这里提供的数据代表对DS1802音频特性的检查。DS1802被指定为50 k欧姆=双数字电位器。这些数据的预期用途是为音频设计人员提供DS1802在音频应用程序中的性能的一些感觉。虽然不是一份全面的报告，但提供的数据检查了一系列普遍寻求的规范;例如THD+N、互调失真和串扰。

有关本报告或本报告中提供的数据的问题可直接致电214-450-8167

参考书目

1. Bob Metzler，音频测量手册，1(1)版，(比弗顿，俄勒冈州:音频精度，1993)，第147页。

2. Bob Metzler，音频测量手册，1(1)版，(比弗顿，俄勒冈州:音频精度，1993)，第37-39页。

3. 音频精度，用户手册音频精度系统1,15(th)修订版，(比弗顿，俄勒冈:音频精度，1992年11月)，第16章。