数字电位器（digiPOT）用途广泛，具有广泛的应用，例如用于滤波或生成AC信号。但是，有时必须能够根据应用要求更改和调整频率。在这种类型的设计中，支持通过适当接口进行频率调整的可编程解决方案非常有用，并且在某些情况下对开发非常有帮助。本文介绍了一种构造可编程振荡器的简便方法，其中可以通过使用digiPOT相互独立地调节振荡频率和幅度。图1.幅度稳定的可编程维恩桥振荡器，其电阻被digiPOT代替。图1显示了一个典型的二极管稳定的Wien桥振荡器，可用于在输出端（VOUTPUT）产生大约10 kHz至200 kHz的精确正弦波信号。维恩桥振荡器具有两个桥电路，一个由带通滤波器形成，另一个由分压器形成。除ADA4610-1轨到轨精密放大器外，该示例还使用了AD5142digiPOT，它包含两个独立可控的电位计，每个电位计的分辨率为256步。电阻值通过SPI编程，如图2所示。或者，可以使用I²C控制的AD5142A。两者都可以用作10kΩ或100kΩ电位器。图2. AD5142的功能框图。在图1所示的经典振荡器电路中，R1A，R1B，C1和C2的路径形成正反馈，而R2A，R2B和两个并联二极管D1和D2或它们的电阻RDIODE形成负反馈。在这种情况下，您可以使用公式1：为了实现连续且稳定的振荡，您需要消除环路增益中的相移。用公式表示的振荡频率：其中，R代表AD5142上的可编程电阻值； D代表AD5142上可编程数字代码的十进制等效值，RAB代表电位计的总电阻。为了保持振荡，维恩桥振荡器应该相对平衡，也就是说，正反馈增益和负反馈增益必须协调。如果正反馈（增益）太大，则振荡幅度或VOUTPUT将增加，直到放大器饱和。如果负反馈占主导，则振荡幅度将相应地衰减。在此处所示的电路中，增益R2 / R1应该设置为大约2或更大。这将确保信号开始振荡。但是，交替打开负反馈环路中的二极管也会导致增益暂时小于2，从而稳定了振荡。一旦确定了所需的振荡频率，就可以使用R2来调谐振荡幅度，而与频率无关。可以通过以下公式计算：因此，变量ID和VD分别代表通过D1和D2的二极管正向电流和二极管正向电压。如果R2B短路，将产生大约±0.6 V的振荡幅度。当R2B幅度的大小正确时，可以实现平衡，从而VOUTPUT可以收敛。在图1所示的电路中，R2B使用单个100kΩdigiPOT。结论通过使用上述电路和10kΩ双digiPOT，可以分别用8kΩ，4kΩ和670Ω的电阻值来调谐8.8 kHz，17.6 kHz和102 kHz的振荡频率低至±3％。增加输出频率可能会影响频率误差。例如，在200 kHz时，频率误差将增加到6％。在与频率相关的应用中使用这种类型的电路时，必须注意不要超过digiPOT的带宽限制，因为该值是可编程电阻的函数。另外，图1所示的频率调谐要求R1A和R1B的电阻值相同。但是，这两个通道只能按顺序设置，并且将导致瞬态临界中间状态。对于某些应用程序，这种情况是不可接受的。在这些情况下，可以使用支持菊花链模式的digiPOT（例如AD5204），以便可以同时更改电阻值。