【導讀】很(hen)多(duo)應(ying)用(yong)在(zai)其(qi)用(yong)戶(hu)控(kong)製(zhi)界(jie)麵(mian)中(zhong)采(cai)用(yong)機(ji)械(xie)電(dian)位(wei)計(ji)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)將(jiang)這(zhe)些(xie)機(ji)械(xie)電(dian)位(wei)計(ji)換(huan)成(cheng)更(geng)新(xin)且(qie)可(ke)靠(kao)的(de)編(bian)碼(ma)器(qi)控(kong)製(zhi)元(yuan)件(jian)和(he)數(shu)字(zi)變(bian)阻(zu)器(qi)，它(ta)們(men)是(shi)改(gai)變(bian)信(xin)號(hao)電(dian)氣(qi)參(can)數(shu)的(de)組(zu)件(jian)。

本文中
，我們使用了GreenPAK™ SLG47004。它是該項目的絕佳選擇，因為其電路結合了兩個數字變阻器和可配置邏輯來處理編碼器信息。這種組合可實現許多設計：穩壓電源、具有可調增益的放大器等。此外
，數字邏輯可確定編碼器的旋轉速度。這種方法如圖1所示。

圖1

1. 係統概述

圖2顯示了基於SLG47004的內部電路設計。

圖2：GreenPAK Designer項目

在基於GUI的免費軟件GreenPAK Designer中創建的完整設計文件可從以下鏈接下載。

https://www.dialog-semiconductor.com/sites/default/files/2021-08/AN-CM-320_Potentiometer_Controlled_by_an_Encoder.zip

增量編碼器產生A和B輸出信號，用於改變數字變阻器的電阻。變阻器形成電位計
，並實現可調分壓器來調節輸出電壓。

在任何時候，A和B信號之間的相位差為正或負

，取決於編碼器的運動方向。

速度由頻率檢測器、One-Shots和多路複用器構成。

本文中，我們使用了EC11編碼器。由於開關切換抖動，編碼器會產生嘈雜的輸出振蕩。為了消除這種噪音，我們采用了2毫秒的延遲。請注意，此延遲針對EC11編碼器進行了調整（根據其數據表）。對於其他編碼器，應該相應地評估延遲值。

2. 功能塊架構

2.1. 數字邏輯說明

2.1.1. 確定編碼器方向

首先，延遲宏單元將編碼器輸出信號的兩個邊沿延遲2毫秒。延遲宏單元起到抗尖峰脈衝濾波器的作用
，可消除開關切換抖動。濾波後的信號B出現在One-Shots和頻率檢測器的宏單元輸入端子
，以及DFF的CLK輸入端子上。濾波後的信號A出現在DFF的D輸入端子上。當編碼器碼盤順時針方向旋轉時，信號A超前信號B
，DFF輸出為高電平；當編碼器碼盤逆時針方向旋轉時信號B超前信號A，DFF輸出低電平。所以DFF可以判斷旋轉的方向。變阻器上升/下降控製端子上的高或低信號決定了內部計數器對於CLK輸入端子上的每個脈衝是進行增加計數還是減少計數。

編碼器順時針旋轉的時序圖如圖3所示，編碼器逆時針旋轉的時序圖如圖4所示。

圖3：編碼器順時針旋轉的時序圖

圖4：編碼器逆時針旋轉的時序圖

2.1.1.確定編碼器速度

SLG47004具有10-bit數字變阻器，從而允許實施1024個調節步驟。可調分壓器有3種調節模式。用戶可以用step = 1個數字代碼（模式1）
、step = 10個數字代碼（模式2）和step = 100個數字代碼（模式3）共三種不同的步長來改變輸出信號。采用了2個頻率檢測器以實現3種模式。第一種模式用來平滑準確地調整輸出信號。當用戶用小於10 Hz的頻率調整旋鈕時，會激活第一種模式。當頻率在大於10 Hz小於25 Hz時激活第二種模式。頻率大於25 Hz時激活第三種模式。

One-Shots為所需的脈衝數設置時間間隔。

根據頻率檢測器的輸出，來決定數字多路複用器傳遞到變阻器的CLK輸入端的脈衝數量是1個、10個或100個脈衝。

2.1.2. 每轉的製動和脈衝數

該項目中使用了具有不同脈衝數和製動（位置）/阻尼點的編碼器。對於15個脈衝
，每個完整脈衝有兩個製動/阻尼點。這意味著對於旋轉編碼器中的每個脈衝（或周期），都有兩個製動/阻尼點：脈衝的上升沿（一次變化）和脈衝的下降沿（另一次變化）。如果您的旋轉編碼器每個脈衝有一個製動/阻尼點，那麼每個脈衝有兩次變化。對於這種類型的編碼器

，設計保持不變，除了頻率檢測器和One-Shots設置。他們的設置中
，Edge Select應設置為“Falling”或“Rising”。在脈衝數和製動數不匹配的編碼器中
，Edge Select應設置為“Both”。

2.2. 電位計模式

對於此設計
，我們使用了數字變阻器的電位計模式。該模式允許將兩個2引腳變阻器組合配置為一個3引腳電位計一樣來工作。當此模式啟用時（寄存器 [917] = 1）
，用戶隻需要更改RH0內部計數器的值即可。在這種模式下，RH1計數器的值是電位計總計數值（1023）減去RH0計數器值後所得的數值。請注意RH0_B引腳和RH1_A引腳必須外部短接在一起。

2.3. 宏單元設置

下表顯示了3-bit LUT1和3-bit LUT3設置：標準邏輯門–多路複用器。

表1：2-bit LUT設置

表2：DFF設置

表3：PIN設置

表4：OSC設置

圖5a：數字變阻器設置

圖5b：數字變阻器設置

圖6a：延遲/濾波設置

圖6b：延遲/濾波設置

圖7a：脈衝數與製動數不匹配時的One Shots設置

圖7b：脈衝數與製動數不匹配時的One Shots設置

圖8a：脈衝數與製動數匹配時的One Shots設置

圖8b：脈衝數與製動數匹配時的One Shots設置

圖9a：脈衝數和製動數不匹配時的頻率檢測器設置

圖9b：脈衝數和製動數不匹配時的頻率檢測器設置

圖10a：脈衝數和製動數匹配時的頻率檢測器設置

圖10b：脈衝數和製動數匹配時的頻率檢測器設置

總結

SLG47004有you兩liang個ge數shu字zi變bian阻zu器qi，可ke以yi實shi現xian眾zhong多duo有you用yong的de應ying用yong。一yi個ge典dian型xing的de例li子zi是shi結jie合he現xian代dai編bian碼ma器qi使shi用yong數shu字zi變bian阻zu器qi代dai替ti模mo擬ni電dian位wei計ji。本ben文wen說shuo明ming了le如ru何he使shi用yongSLG47004實現可調分壓器，它是一種通用解決方案，可應用於可調電源、放大器的增益控製等。該解決方案具有成本效益且能耗低。

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