谷岡電子 T E L 電子回路キット

谷岡電子電源回路ユニットキットシリーズ　

DPM-0302L　デジタルポテンショメーター\3,600（税別）

マイクロチップ社 PIC16LF1827、MCP42100 (100kΩx2 Dual)を使用したLCD表示付
デジタルポテンショメータ(digital potentiometer:DPと表記)ユニットキット完成品です。
入力に対応した抵抗を設定し出力します。

電源電圧

2.8V〜3.3V （3V推奨）

動作電流

約 5mA (3.0V)

公称抵抗値(R)

100kΩ ±30

Aタイプ可変範囲

-48dB 〜 0dB

Bタイプ可変範囲

620Ω 〜 100kΩ

ワイパー抵抗値(Rw)

175Ω 〜 250Ω(Vdd=2.7V Iw=1mA Code 00h

ワイパー電流値(Iw)

± 1mA (最大)

積分直線性誤差(INL)

± 1LSB

微分直線性誤差(DNL)

± 1LSB

分解能

8 bit (256)

基板サイズ

67 x 59mm(30mmH) 19g

実際に使用する手順

1. 準備するもの
(1) 3V直流電源、単三乾電池x2個と電池ケース
(2) 3ビンのピンソケット(メス)1個
(3) 6ピンのピンソケット(メス)2個
2. 動作と使い方
(1)電源の接続
3V電源を電源コネクターに接続すると、直ちに開始メッセージがスタート、続いてDPのワイパー位置の設定値がLCDに表示されます。
開始メッセージは"WELCOM" "TO TEL" "100K DUAL" "DPM-0302"
(2)ワイパー位置の設定
ワイパーポジションの設定は、ロータリーエンコーダ又はアップ/ダウン スイッチで行う。 Bタイプ設定の場合、デップスイッチでカウント倍率を4通り(1、4、8、16倍)に設定できます。 Aタイプ設定の揚合、1dBステップのみになります。
(3)出力カープ：Aタイプ、Bタイプ
DPワイパー出力には、Aタイプ対数可変とBタイプリニア(直線)可変の設定ができます、 切替は、スライドスイッチで行います。
(4)リセットとカウント倍率(カウントスピード)の変更
RESETはデジタル入力表示用リセットです。電源を一度切ることによってシステムリセットがかかる。 RESETを押すと、Aタイプの揚合[ - dB]マイナス無限大、Bタイプの場合[0]にリセットされます。 デップスイッチを使ってカウント倍率を変更する際は必ずRESETで表示をリセットしてください。 リセットしないと最小値から最大値(O〜255)の範囲がとれなくなるので注意する。
(5)停電と復帰
入力したデジタルデータは、プログラムによりEEPROMに書き込まれるため、電源を切っても その値は保持されます。従って、停電復帰時には停電前のワイパー位置の設定値がそのまま出力される。 しかし、ここで注意点が一つある。MCP42100デジタルポテンショメータは電源復帰時には、 ワイパー位置の中点である80h(128)に直ちにリセットされる。 マイクロコントローラのスタートアップタイムはDPリセット時間より長く、 保持された設定値を書き込む前に80hが出力される。 従って電源復掃時に短いパルスのノイズがでることになる。このノイズが問題になる個所には、 電源復掃時に 1msec 以上のミュートをかける事を勧めます。本キットではミュート信号は、出ていません。
以下は、マニュアルに記載
(6)本キットの出力とポットの抵抗値の計算

谷岡電子キット

DPM-0203L デジタルポテンショメーター(DP)についてマニュアルの一部掲載

(1) DPとDACの相違点

DPはデジタル入力信号を使いアナログ出力を設定する点でDACと同じですが、DPは可変の出力抵抗を 直接出力する。 それ故、DPは抵抗−デジタルアナログコンバータ(RDAC)とも呼ぱれる。DACは、 内蔵バッファアンプを通して電流か電圧を出力しますが、DPはバッファアンプを使っていないので 抵抗がそのまま出力されるところが両者の大きな違いです。 しかし、DPも出力の中点端子(ワィパー、摺動部)にバッファアンプを挿入することで、DAC同様に 使用することもできます。
(2) DPと機械的可変抵抗器の相違点
DPはワイパーの位置をマイクロコントローラでデジタル的に設定します。人の手によらず、 プログラムソフト等で抵抗値を自動的に設定できるので、オペアンプに応用すれば利得、フイルターの バンド幅等をプログラマブルにすることができます。 但し、本キットは評価用ボードを主な目的としているので、入力はマニュアルで、ロータリーエンコーダ又は アップ/ダウンスイッチを使って行います。 DPは機械的磨耗が無いので長寿命かつ信頼性が高い。 また、近接するアナログ回路から信号を引き出すことがない事も大きな特徴です。
(3) DPと機械的可変抵抗器の特性の差
DP特有な特性として、分解能があります。本キットの分解能は8ビットで 1LSB あたり 391Ω (100kΩ/256)です。 積分直線性誤差特性は、本キットの場合、±1LSB分の誤差です。 徴分直線性誤差特性は、本キットの場合、±1LSB分の誤差となります。 (4) DPの基本的な使われ方(注 2)
(1) (2) (3) を考慮すれば、DPは一般的な抵抗分圧器、半固定抵抗器、又はレオスタット(2端子可変抵抗器)に 代わるものとして同様に使えます。特にプログラマブルな可変が必要なところに向いています。
DPの適切な使用に当たり、重要な注意点が三つあります。
一つは、DPのワイパー部分はCMOSスイッチで構成されているためDPの電源電圧以下(Vss-Vdd間)の入カで 使用しなけれぱならないこと。電源電圧以上の電圧を入カするとDPは正常に動作しない。
二つめは、機械的可変抵抗器と比較してかなり高いワイパー抵抗です。
DP全抵抗値が100kΩの場合、入力設定値の±1/2LSBにあたる175Ω(TYP.)程度になります。ワイパー抵抗は、 ワイパー端予がCMOSスイッチを経由していることによる。特にDPのワイパー抵抗により、 その特性は従来の可変抵抗器の特性と大きく異にする。 ワイパー抵抗の影響をできるだけ小さくなる回路構成にすることが肝要です。
三つ目はワイパー抵抗特性と並んでワイパー電流があります。
本キットの場合、最大±1mAです。 例えば、ワイパー端子を直接グランドに接続したとき、A端子に加えることのできる電圧は、0.391V以下となる。 デジタル入力値にかかわり無く、ワイパー電流が±1mAを超えないように回路設計することが大切です。

ポテンショメーターの応用回路例の基板ユニットをオプションで用意しました（別売）

SVC-0303AP \500 プログラマブルステレオボリウムコントロール

SVC-0303AP \500 （税別）

DPM-0302L用の応用回路　ステレオボリュームコントロール完成品 通常のステレオボリュームの同様につかえますが、プログラマブルであること、 また左右のボリュームの特性が極めてよく一致していることが特徴です。

電源電圧

ＤＰ本体より供給

基板サイズ

40 x 44mm(11mmH) 6.3g

POP-0304AP \700 プログラマブル利得シングルエンドオペアンプ

POP-0304AP \700 （税別）

DPM-0302L用の応用回路　プログラマブル利得シングルエンドオペアンプ オペアンプは非常に高い入力インピーダンス特性がありDPとオペアンプを組み合わせることで DPのRw（ワイパー抵抗）が無視できるようになり精度の高いプログラマブル利得アンプを作ることができます

電源電圧

ＤＰ本体より供給

基板サイズ

40 x 44mm(11mmH) 7.7g

PDA-0305AP \600 プログラマブル利得差動オペアンプ

PDA-0305AP \600 （税別）

DPM-0302L用の応用回路　プログラマブル利得作動オペアンプ マイクロチップ社のMCP601の反転、非反転入力にそれぞれ２連のDPを使用した プログラマブル利得作動オペアンプです
作動オペアンプの反転、非反転入力に信号を入れると、ノイズなどの同相入力成分はキャンセルされ 両入力の差信号成分だけが増幅され出力されます。この特質から雑音が問題になるセンサー、マイク などの微少信号増幅アンプに使われます。利得をプログラマブルにする応用回路です。

電源電圧

ＤＰ本体より供給

基板サイズ

40 x 44mm(11mmH) 6.4g

LPF-0306AP \700 プログラマブルローパスフィルタ

LPF-0306AP \700（税別）

DPM-0302L用の応用回路　プログラマブルローパスフィルタ 弊社キット、アクティブローパスフィルタ　LPF-0256 と基本回路はおなじですが、 正帰還抵抗を２連のデジタルポテンショメーターに置き換えてフィルタのカットオフ周波数を プログラマブルにする。 プログラマブルローパスフィルタの応用は一般的なオーディオ信号回路なでにも多く 使われますが、ADコンバーターの高調波であるエリアシリング誤差を少なくする為にも多用されます。

電源電圧

ＤＰ本体より供給

基板サイズ

40 x 44mm(11mmH) 5.7g