数字电位器在雷达多通道接收机中的应用

　　雷达多通道接收机要求各通道在输入同一信号时，输出信号幅度差控制在一定的范围内。多通道接收机会用一个可调环节来保证通道增益的一致性。某种雷达接收机通过调整机械电位器来调整放大器的增益，从而保证通道一致性。但是机械电位器不适用工作于舰载机的高湿热及震动条件下，所以本文讨论用数字电位器替代机械电位器的可行性及要求。

　　1 机械电位器与数字电位器优缺点

　　机械电位器是无源器件，阻值连续可调，连接使用方便。但有以下缺点：不容易从雷达接收机外部调节;抗震性能不好;端子有机械磨损，时间久了阻值会变化。生产过程中其调整次数有限;调整周期长;调整端子需要涂覆固定。工作于舰载机等高湿热、震动条件时，机械电位器环境适应性差问题突出。

　　数字电位器为采用集成电路工艺制成的三端可变电阻器件，具有以下优点：无滑片磨损;重复性好，密封性好，不易受污染，防潮湿，抗震动，抗冲击。生产时容易与单片机或计算机接口，可从分组件外自动调节。调整后的电阻值基本不受温度、湿度、压力等环境因素的影响，使用寿命长，能提高系统的可靠性。以上特性为其工艺本身所特有的优点，所以只要其电性能可以替代机械电位器，就可以提高电路的环境适应性。

　　2 现有机械电位器电路分析

　　为保证选用数字电位器后对目前电路兼容，先对现有机械电位器工作电路进行分析。

　　机械电位器应用于可调增益放大器的原理如图1所示。图1中V_ADJ是可调增益放大器的增益调整端，改变V_ADJ电压可调整通道的增益，R1为2 kΩ可调电阻，R2为固定电阻，调整R1的阻值间接改变了放大器的增益。实测的放大器V_ADJ电压与输出增益之间的关系如表1所示。

　　由此绘制的控制电压与增益之间的曲线如图2所示。

　　分析其中的线性增益部分，可得以下结论：调整机械电位器实际改变了控制端的电压，该电压在4.4～7.4 V范围内每增加0.1 V，输出增益增加约1.38 dB。该指标是数字电位器的选型基础。

　　3 数字电位器基本原理

　　数字电位器内部简化原理如图3所示。将n只结构相同的电阻串联在RH，RL之间，每只电阻的两端分别经过一个由CMOS管或者NMOS管构成的模拟开关连在一起，作为数字电位器的抽头，这种模拟开关等效为单刀单掷开关，在数字信号的控制下每次只能有一个模拟开关闭合，从而将串联电阻的一个节点连接到滑动端。