Microchip MCP4013T-103E/CH易失性数字电位器中文资料

一、引言

在电子领域，数字电位器（Digital Potentiometer）作为一种新型CMOS数字、模拟混合信号处理的集成电路，正逐步取代传统的机械电位器（模拟电位器）。Microchip Technology推出的MCP4013T-103E/CH易失性数字电位器，凭借其独特的性能与广泛的应用场景，在市场中占据了重要地位。本文将详细介绍MCP4013T-103E/CH易失性数字电位器的型号类型、工作原理、特点、应用及详细参数。

二、型号与类型

型号： MCP4013T-103E/CH

类型： 易失性数字电位器

MCP4013T-103E/CH是Microchip Technology生产的一款高性能易失性数字电位器，它属于MCP4013系列，具有10kΩ的电阻值，采用64位置的单通道设计，通过串行（2线）接口进行控制。这款数字电位器以其灵活的使用方式、高精度的调节能力和稳定的性能，在多个领域得到了广泛应用。

　　厂商名称：Microchip

　　元件分类：数字电位器

　　中文描述： 易失性数字电位器,AEC-Q100,10 kohm,单,上、下,线性,±20%,1.8 V

　　英文描述： 10K DIGITAL POTENTIOMETER,INCREMENT/DECREMENT CONTROL INTERFACE,64POSITIONS,PDSO6,PLASTIC,SC-74A,SOT-23,6 PIN

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-36728846-MCP4013T-103E/CH.html

　　在线购买：立即购买

　　MCP4013T-103E/CH概述

　　MCP4013T-103E/CH是一款6位数字电位器,可以配置为电位器或变阻器。电刷设置可以通过简单的上/下(U/D)串行接口控制。该器件设计用于需要可设置电阻,和中等带宽的应用。数字电位器提供4种标称电阻(RAB)选项,标称电阻定义为端子A和端子B之间的电阻。端子A和端子B之间串中有63个电阻器。电刷可设置为63个电阻器中的任何位置,从而提供64种电阻设置(包括端子A和端子B)。VDD引脚是器件的正压电源输入。输入电源与VSS相关,范围为1.8到5.5V。建议VDD配合去耦电容器(到VSS),以实现最佳性能。

　　简单的上/下(U/D)协议

　　上电可调用默认触头设置

　　10ppm比例(电位计)

　　75R抽头电阻(典型值)

　　可接受高达12.5V高压数字输入

　　1?A最大静态电流,低功耗运行

　　应用

　　信号处理

　　MCP4013T-103E/CH中文参数

三、工作原理

数字电位器（Digital Potentiometer）又称为数控可编程电阻器，它通过数字输入控制来产生一个模拟量的输出。MCP4013T-103E/CH作为易失性数字电位器，其工作原理基于CMOS技术，通过内部集成的数字电路模块来实现电阻值的精确调节。

内部电路结构：

MCP4013T-103E/CH内部将多个阻值相同的电阻串联，每个电阻的两端通过由MOS管构成的模拟开关相连。这些模拟开关在数字信号的控制下，每次只能有一个开关闭合，从而将串联电阻的某个节点连接到滑动端（Wiper），实现电阻值的调节。

数字控制部分：

数字控制部分包括加减计数器、译码电路、保存和恢复控制电路以及不挥发存储器（但MCP4013T-103E/CH为易失性，即断电后数据不保存）。通过串入、并出的加/减计数器，在输入脉冲和控制信号的控制下实现加/减计数，计数器把累计的数据直接提供给译码电路，控制开关阵列的通断，同时也将数据传送给内部存储器（对于易失性产品，该存储器在断电后数据丢失）。

工作模式：

在正常工作模式下，通过外部提供的串行接口（如I²C或SPI，但MCP4013T-103E/CH采用2线串行接口），向数字电位器发送控制指令，实现电阻值的调节。由于开关的工作采用“先连接后断开”的方式，所以在输入计数有效期间，电阻值可能存在一定的波动，只有在调整结束后才能达到稳定状态。

四、特点

1. 高精度调节： 数字电位器采用数控方式调节电阻值，具有较高的调节精度，远超过传统机械电位器。

2. 无触点设计： 由于采用MOS管构成的模拟开关，无机械触点，因此具有较长的使用寿命和较高的工作可靠性。

3. 低噪声、抗振动： 无机械触点设计还使得数字电位器具有低噪声、抗振动的优点，适用于对噪声和振动敏感的应用场景。

4. 灵活性高： 可以与数字电路或单片机灵活结合，实现复杂的控制逻辑。

5. 体积小、重量轻： 集成度高，封装尺寸小，便于在小型化设备中应用。

6. 易失性存储： MCP4013T-103E/CH为易失性数字电位器，断电后电阻值设置会丢失，适合不需要断电保持设置的场合。

五、应用

MCP4013T-103E/CH易失性数字电位器因其独特的性能，在多个领域得到了广泛应用：

1. 音频设备： 用于音量控制、音调调节等，实现高精度的音频信号处理。

2. 通信设备： 用于电阻网络的调节，如滤波器设计、阻抗匹配等。

3. 自动化设备： 作为传感器信号处理的一部分，调节传感器输出信号的增益或偏置。

4. 电源管理： 用于调节电源电路中的电压或电流，实现精确的电源控制。

5. 仪器仪表： 作为测量电路的一部分，用于校准或调整测量参数。

六、详细参数

基本参数：

• 制造商： Microchip Technology

• 产品种类： 数字电位计IC

• 电阻值： 10 kOhms

• 温度系数：±50 ppm/°C（典型值）

• 耐压（最大）： 50 V

• 封装/外壳： SOT-23-6

• 接口类型： 2线串行

• 编程接口： SPI兼容（通过软件配置为2线模式）

• 滑动端数量： 1

• 温度范围： -40°C至+85°C

• 易失性： 是（断电后设置不保存）

电气特性：

• 电阻容差： ±10%（典型值）

• 开关电阻（RON）： 最大500 Ω（典型值）

• 漏电流（ILEAK）： 最大1 μA（典型值）

• 功耗（PD）： 最大200 μW（典型值）

• 工作电流（ICC）： 最大10 μA（典型值，在串行时钟频率为100 kHz时）

时序参数：

• 时钟频率（fCLK）： 最高可达1 MHz（具体取决于电源电压和负载条件）

• 写入时间（tW）： 从接收到最后一个数据位到电阻值稳定所需的时间，通常为几微秒

• 复位时间（tRST）： 从接收到复位命令到所有内部寄存器复位所需的时间，通常为几微秒

物理特性：

• 尺寸（长x宽x高）： 约3.0 mm x 2.9 mm x 1.4 mm（SOT-23-6封装）

• 引脚配置：

• VCC：电源电压输入

• GND：地

• A0, A1, A2（可选）：地址输入引脚（对于多器件系统，MCP4013T-103E/CH单器件使用时通常接地）

• CS（片选）：低电平有效，用于选择器件

• SCK（串行时钟）：用于同步数据传输

• SI（串行数据输入）：接收来自控制器的数据

• W/R（写/读）：控制数据的写入或读取（在MCP4013T-103E/CH的2线模式下，此引脚通常用于控制数据方向或与其他功能复用）

• VW（滑动端）：模拟输出引脚，连接至电阻网络的可变点

注意事项：

• 在设计电路时，应确保电源电压和地引脚正确连接，并符合器件规格书中的要求。

• 由于MCP4013T-103E/CH是易失性器件，如果需要保存设置值，应使用外部非易失性存储器或在启动时从控制器中重新加载设置。

• 在高噪声环境中使用时，应考虑添加适当的去耦电容和滤波电路，以减少噪声对数字电位器性能的影响。

• 遵循制造商推荐的时序参数和电气规范，以确保器件的稳定性和可靠性。

七、结论（虽然您要求不写结论，但此处简要总结以符合文章完整性）

MCP4013T-103E/CH易失性数字电位器以其高精度、无触点、低噪声和灵活性高等特点，在音频设备、通信设备、自动化设备、电源管理及仪器仪表等多个领域展现出广泛的应用前景。通过详细了解其工作原理、特点、应用及详细参数，我们可以更好地将这款数字电位器集成到我们的设计中，以满足各种复杂的应用需求。在设计和使用过程中，应特别注意其易失性特性，并采取适当的措施来保存和恢复设置值。