专利名称：数字电位器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子电器元部件，特别是数字电位器。
以往电位器大都是旋转角度，触点滑动实现调节的目的。为了提高精度又出现了多圈电位器，但没有根本上解决直观数字调节的愿望。
本实用新型的目的是提供新型的数字电位器。并能在一些电子测量仪器仪表及电子设备中代替普通线性电位器和多圈线性电位器进行数据设定。具有数字直观、精度高，使用方便等。
本实用新型是以如下方式完成的由两只或多只拨码开关(或称数码开关)与电阻、三极管、稳压管、运算放大器等元部件经电路连接组成两位或多位数字电位器。其中拨码开关的外形尺寸和形状有多种多样，但功能是8421拨码开关、或1×10拨码开关、或专用数码开关。
由两只或多只专用数码开关和电阻经电路连接组成两位或多位数字电位器。专用数码开关比现有1×10拨码开关多两个定片接点A、B和一个滑动接点C2。定片接点A与0在同一角度位置上，B与1在同一角度位置上，互不相连。滑动接点C2与C1在相隔一个数的位置上。C1与定片接点0—9切换导通，C2与定片接点2—B切换导通。专用数码开关的外形和机械结构与现有1×10拨码开关相同。有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C1、C2共有十四条引出线。专用数码开关个位上有10个阻值相等的电阻串接在0—A定片接点引出线上，十位以上的专用数码开关上有11只阻值相等的电阻串接在0—B定片接点的引出线上，低位专用数码开关上串接的电阻又与高位专用数码开关上C1和C2并接，其中低位的0与高位的C1连接，低位的B与高位的C2连接。高一位专用数码开关上串接的每个电阻值比低一位专用数码开关上的串接的每个电阻阻值大5倍。最高位专用数码开关的定片接点“0”和“B”引出线作为数字电位器的两端引出线，最低位专用数码开关的动片接点C1作为数字电位器的中间引出线。
由两只或多只8421拨码开关与电阻组成数字变阻器，数字变阻器又与pnp三极管，稳压管、基极电阻、集电极电阻组成两位或多位数字电位器。数字变阻器的每只拨码开关8421四条引出线上连接有4只电阻，其电阻值是按8421倒数比例确定的，当“1”端电阻值确定后，“2”端电阻值是“1”端的1/2倍，“4”端电阻值是“1”端的1/4倍，“8”端电阻值是“1”端的1/8倍。高一位拨码开关上的电阻值是低一位拨码开关上电阻值的1/10倍。拨码开关上所有电阻的另一端全部连接一起作为数字变阻器的一端引出线，每只拨码开关上滑动接点C端引出线全部连接一起作为数字变阻器另一端引出线。数字变阻器作为三极管发射极电阻，一端与稳压管负极相连，接正电源，另一端与三极管发射极相连，稳压管正极接三极管基极，基极电阻和集电极电阻的另一端都接地。接电源的两端作为数字电位器两端引出线。三极管集电极作为数字电位器中间引出线。如用npn三极管，需改变稳压管正负方向，也需改变电源正负方向。
由两只或多只1×10拨码开关与电阻组成数字变阻器，数字变阻器又与pnp三级管，稳压管，基极电阻，发射极电阻组成两位或多位数字电位器。数字变阻器的每只1×10拨码开关有9只阻值相等的电阻串接在0—9的引出线上，其0端引出线与高一位拨码开关的C端引出线相连。高一位拨码开关的每只电阻阻值比低一位拨码开关每只电阻值大10倍。最高位拨码开关的0端和最低拨码开关的C端作为数字变阻器的两条引出线。数字变阻器作为集电极电阻一端与三极管集电极相连，另一端与地相连。发射极电阻的另一端与稳压管负极相连，接正电源，稳压管的正极接三极管基极，基极电阻的另一端接地。接电源的两端作为数字电位器的两端引出线，三极管的集电极作为数字电位器的中间引出线。如用npn三极管需改变稳压管正负极方向，也需改变电源正负方向。
由两只或多只1×10拨码开关与电阻组成数字变阻器，数字变阻器又与运算放大器、电阻等组成数字电位器。数字变阻器作为运算放大器负反馈电阻，一端接运算放大器负输入端，另一端接运算放大器输出端。运算放大器正输入端是由电阻等组成分压提供基准电压。电源引出线也作为数字电位器两端引出线，运算放大器输出端作为数字电位器中心引出线。数字变阻器结构与上节所述的1×10拨码开关组成的数字变阻器相同。
由两只或多只1×10拨码开关与电阻组成数字变阻器，个位数串联电阻为9×1Ω，十位数为9×10Ω，百位数9×100Ω，千位数为9×1KΩ，万位数为9×10KΩ……。这样AB两端的电阻值正好与数码开关的数字对应。每位数串联电阻的阻值和精度可根据需要而定。
本实用新型比以往技术具有以下优点数字电位器可以代替一般线性电位器或多圈线性电位器，能提高线性度和刻度精度，数值直观。能广泛的应用到工业控制、仪器仪表、稳压、恒流、供电、机电保护、温度、湿度、压力、重量等自动控制中达到数字设定的目的。
以下结合附图进一步详细说明
图1是数字电位器的正视结构图图2是专用数码开关组成的数字电位器电路原理图图3是8421拨码开关组成的数字电位器电路原理图图4是1×10拨码开关组成的数字电位器电路原理图图5是1×10拨码开关与运算放大器组成的数字电位器电路原理图图6是1×10拨码开关与电阻组成的数字变阻器参照图1是3位数字电位器正视结构，揿动正负按键可改变数字电位器的数值。拨码开关有多种外形结构和尺寸，但只要功能符合8421拨码开关，1×10拨码开关或专用数码开关，都可以按本实用新型组成数字电位器。
参照图2由Sk(百位)、Sk(十位)、Sk(个位)三个专用数码开关组成3位数字电位器，专用数码开关有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B十二个定接触点和引出线，有C1和C2两个滑动接触点在相隔一个数的位置上分别与定接触点0—9和2—B上切换导通。专用数码开关个位上有10个30Ω电阻串接在0—A引出线上，十位以上的专用数码开关上有11个电阻，串接在0—B引出线上。其中十位上的电阻值是150Ω，百位上的电阻值是750Ω，如果是多位数字电位器，高位电阻值比低位的电阻值大5倍。低位串接的电阻又与高位的C1和C2引出线并接。A′、B′、C′是数字电位器的引出线。A′、C′两端的总电阻值就是数字电位器的总电阻7.5KΩ，B′端是数字电位器的中间滑动切换输出。如果在A′C′两端接入10V电压。如图2所示，数字电位器的位置是212，B′端就与A′端的电压值正好是2.12V与数字电位器数值对应。当然实际应用时不一定正好是整数电压，但输出的电压值正好是这个数字的分压比。
参照图3由SK(个位)、SK(十位)、SK(百位)三个8421拨码开关，与电阻组成数字变阻器，个位4个电阻阻值按8421倒数比例，即1.2MΩ，对应1，600KΩ对应2，300KΩ对应4，150KΩ对应8。高位电阻值比低位小10倍，即十位是120KΩ对应1，60KΩ对应2，30KΩ对应4，15KΩ对应8。百位是12KΩ对应1，6KΩ对应2，3KΩ对应4，1.5KΩ对应8。可见数字变阻器的数字越大时，电阻值越小。然后又与pnp三极管及其集电极电阻4KΩ，基极电阻5.1KΩ，稳压管3.7KΩ等组成数字电位器电路。实际上是一个可调恒流源电路，改变8421数码开关的数字即改变了pnp三极管发射极电阻，同时也改变了集电极电阻的电压降，其集电极输出B′即是相应的电压值。如果A′C′两端接入15V电源，拨码开关设在598的数字上，即百位数C端同时与“4”和“1”接通，十位数C端同时与“8”和“1”接通，个位数C端与“8”接通。这时电阻3K、12K、15K、120K、150K，5个电阻形成并联等效为2.006K做为三极管发射极电阻，发射极电流为1.495mA。由于发射极电阻、稳压二极管和三极管形成恒流源，集成极电流近似发射极电流，集电极电阻为4K，电路中B′输出端的电压正好为5.98V，与拨码开关设定的数字一致。在实际应用中电源和元器件参数可以根据需要变化。
参照图4由SK(个位)、SK(十位)、SK(百位)三个1×10拨码开关与电阻组成十进数字变阻器，高位电阻值比低位电阻值大10倍，如SK(个位)有9只10Ω电阻串接在拨码开关的0—9引出线上，KS(十位)有9只100Ω电阻串接在十位拨码开关的0—9引出线上，SK(百位)有9只1KΩ电阻串接在百位数码开关的0—9引出线上，低位的0端与高位的C端连接。然后又与pnp三极管及其发射极电阻3.3KΩ，基极电阻5.1KΩ，4V稳压管组成数字电位器电路。实际上也是恒流源电路，由于发射极电阻3.3KΩ和稳压管4V不变，集成极电流正好恒流在1mA。这时十进变阻器作为集电极电阻，只要改变拨码开关的数值，即改变了集电极电阻。集电极输出B′端的电压也随之变化，如果将拨码开关设定在518的数值上，十进变阻器的串联电阻是5.18KΩ，恒流源为1mA，电路B′端输出的电压值是5.18V，正好与拨码开关数值对应。
参照图5由SK(个位)、SK(十位)、SK(百位)三只1×10拨码开关和电阻组成十进数字变阻器，SK(个位)上电阻为10只100Ω，SK(十位)上电阻为10只1KΩ，SK(百位)上电阻为10只10KΩ，分别串接在拨码开关0—9的引出线上，低位的0端与高位的C端连接。然后数字变阻器作为运算放大器的负反馈电阻组成数字电位器。当运算放大器的正输入端给定一标准电压时，改变拨码开关数值，即改变了运算放大器的负反馈电阻，其放大倍数也相应变化。如果运算放大器的正输入端给定10mV标准，拨码开关设定在418数值上，这时运算放大器的放大的倍数正好是418倍，所以其输出B′端的电压正好是4.18V。
参照图6由SK(个位)、SK(十位)、SK(百位)、SK(千位)、SK(万位)五只1×10拨码开关和电阻组成十进数字变阻器。SK(个位)上电阻为9只1Ω，SK(十位)上电阻为9只10Ω，SK(百位)上电阻为9只100Ω，SK(千位)上电阻为9只1KΩ，SK(万位)上电阻为9只10KΩ，分别串联在拨码开关0—9的引出线上，低位的0端与高位的C端连接。
以上数字电位器的各种数据在应用时还需结合实际情况变化。
(元器件在说明中大都介绍，所以清单省略)
权利要求1.数字电位器，其特征是由2只以上拔码开关或称数码开关和电阻等元件经电路连接组成两位以上数字电位器，拔码开关有8421拔码开关、1×10拔码开关和专用数码开关，每只拔码开关均是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个档位，其中专用数码开关每只有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C1、C2十四条引出线与电路连接，1×10拔码开关有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、C十一条引出线与电路连接，8421拔码开关有8、4、2、1、C五条引出线与电路连接。
2.根据权利要求1所说的数字电位器，其特征是由两只或多只专用数码开关和电阻经电路连接组成两位或多位数字电位器，专用数码开关有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B十二个定片接点，有C1和C2两个滑动接点在相隔一个数的位置上分别与定片接点0—9和2—B切换导通，专用数码开关个位上有10个阻值相等的电阻串接在0—A定片接点引出线上，十位以上的专用数码开关上有11只阻值相等的电阻串接在0—B定片接点的引出线上，低位专用数码开关上串接的电阻又与高位专用数码开关上C1和C2并接，其中低位的0与高位的C1连接，低位的B与高位的C2连接，高一位专用数码开关上串接的每个电阻阻值比低一位专用数码开关上串接的每个电阻阻值大5倍，最高位专用数码开关的定片接点“0”和“B”引出线作为数字电位器的两端引出线，最低位专用数码开关的动片接点C2作为数字电位器的中间引出线。
3.根据权利要求1所说的数字电位器其特征是由两只或多只8421拨码开关与电阻组成数字变阻器，数字变阻器又与PNP三极管、稳压管、基极电阻，集电极电阻组成两位或多位数字电位器，数字变阻器作为发射极电阻，一端与稳压管负极相连，接正电源，数字变阻器另一端与三极管发射极相连，稳压管正极连三极管基极，基极电阻和集电极电阻的另一端都接地，接电源的两端作为数字电位器两端引出线，三极管集电极作为数字电位器中间引出线，每只拨码开关的8421四条引出线上连接有4只电阻，其电阻值是按8421倒数比例确定的，当“1”端电阻值确定后“2”端电阻值是“1”端的1/2倍，“4”端电阻值是“1”端的1/4倍，“8”端电阻值是“1”端的1/8倍，高一位拨码开关上的电阻值是低一位拨码开关上电阻值的1/10倍。
4.根据权利要求1所说的数字电位器，其特征是由两只或多只1×10拨码开关与电阻组成数字变阻器，数字变阻器又与pnp三极管、稳压管，基极电阻、发射极电阻组成两位或多位数字电位器，数字变阻器作为集电极电阻一端与三极管集电极相连，另一端与地相连，发射极电阻的另一端与稳压管的负极相连，接正电源，稳压管的正极接三极管基极，基极电阻的另一端接地，接电源的两端作为数字电位器的两端引出线，三极管集电极作为数字电位器的中间引出线，每只1×10拨码开关有9只阻值相等的电阻串接在0—9的引了线上，其0端引出线与高一位拨码开关的C端引出线相连，高一位拨码开关的每只电阻阻值比低一位拨码开关每只电阻阻值大10倍。
5.根据权利要求1所说的数字电位器，其特征是由两只或多只1×10拨码开关与电阻组成数字变阻器，数字变阻器又与运算放大器，电阻等组成数字电位器，数字变阻器作为运算放大器负反馈电阻，一端接运算放大器负输入端，另一端接运算放大器输出端，运算放大器正输入端是由电阻等组成分压提供基准电压，电源引出线也作为数字电位器两端引出线，运算放大器输出端作为数字电位器中心引出线，每只1×10拨码开关有9只阻值相等的电阻串联在0—9的引出线上，其0端引出线与高一位拨码开关的C端引出线相连，高一位拨码开关的每只电阻阻值比低一位拨码开关每只电阻阻值大10倍。
6.根据权利要求1、权利要求4、权利要求5所说的数字电位器，其特征是由两只或多只1×10拨码开关与电阻组成数字变阻器，每只1×10拨码开关有9只阻值相等的电阻串接在0—9的引出线上，其0端引出线与高一位拨码开关的C端引出线相连，高一位拨码开关的每只电阻阻值比低一位拨码开关每只电阻阻值大10倍，最高位拨码开关的0端和最低位拨码开关的C端作为数字变阻器的两条引出线。
专利摘要数字电位器是新型电子电器元部件，其特征是有两个或多个拨码开关和电阻、三极管、运算放大器等元部件组成两位或多位数字电位器。利用拨码开关的数码代替电位器刻度，具有线性度好、精度高、直观，可直接或间接取代一般线性电位器或多圈线性电位器。在电子仪器仪表设备、工业自动化控制，稳压、恒流、供电、机电保护、电动机保护、温控、湿度、压力、重量等自动控制中达到数字设定的目的。
文档编号H01C10/00GK2238475SQ9424624
公开日1996年10月23日 申请日期1994年11月18日 优先权日1994年6月15日
发明者介国安 申请人:介国安