數(shù)字電位器（“Dpot”）是一種多樣化且有用的數(shù)字/模擬元件，分辨率高達(dá) 10 位，元件電阻為 1k 至 1M，電壓能力高達(dá)或超過(guò) ±15v。然而，大多數(shù)僅限于 8 位、單極（通常為 0v 至 +5v）信號(hào)電平以及 5k 至 100k 電阻，并具有 ±20 至 30% 的寬松公差?！　≡撛O(shè)計(jì)理念描述了一種簡(jiǎn)單且廉價(jià)的類似Dpot 的替代方案。它有其自身的局限性（主要限于相對(duì)較低的信號(hào)頻率），但在實(shí)際 Dpot 往往達(dá)不到的領(lǐng)域提供有用且偶爾優(yōu)越的性能。其中包括雙極信號(hào)范圍、出色的微分非線性、嚴(yán)格的電阻精度和可編程分辨率等參數(shù)。參見(jiàn)圖 1。

　　RC 紋波濾波將頻率響應(yīng)限制為通常數(shù)十至數(shù)百赫茲。
　　當(dāng) PWM = 1 時(shí)，開(kāi)關(guān) U1b 將抽頭節(jié)點(diǎn) W 連接到節(jié)點(diǎn) B；當(dāng) PWM = 0 時(shí)，開(kāi)關(guān) U1b 將抽頭節(jié)點(diǎn) W 連接到 A。讓 PWM 占空比 P = 0 到 1，并假設(shè) W 沒(méi)有過(guò)量負(fù)載：
　　Vw = P(Vb – Va) + Va
　　同時(shí)，當(dāng) PWM = 1 時(shí)，開(kāi)關(guān) U1a 將 W 連接到節(jié)點(diǎn) A，當(dāng) PWM = 0 時(shí)，開(kāi)關(guān) U1a 將 W 連接到節(jié)點(diǎn) B，因此與 U1b 異相180 ° 。由于交流耦合，這對(duì)電位器直流輸出沒(méi)有影響，但相對(duì)于 U1b 的相位反轉(zhuǎn)可提供有源紋波衰減，如“通過(guò)模擬減法消除 PWM DAC 紋波”中所述。
　　對(duì)于任何給定的 N = 分辨率的 PWM 位數(shù)和 Tpwm = PWM 周期，將紋波衰減至不超過(guò) 1 個(gè)最低有效位 (lsb) 所需的最小 RC 時(shí)間常數(shù)由下式給出：
　　RC = Tpwm 2 (N/2 – 2)
　　例如：
　　對(duì)于 N = 8，F(xiàn)pwm = 10 kHz
　　RC = 10 kHz -1 *2 (8/2 – 2)   = 100 ?s*2 2 = 400 ?s
　　R 的最大可接受值由負(fù)載下所需的 Vw 電壓精度決定。最小 R 由下式確定：
　　考慮 U1b 開(kāi)關(guān) Ron:r 的可變性后所需的電阻精度，對(duì)于如圖 1 所示供電的 HC4053 來(lái)說(shuō)，Ron :r為 40 ±40Ω 。
　　所需的積分非線性 (INL) 受開(kāi)關(guān)間 Ron 變化的影響，對(duì)于此處供電的 HC4053，該值僅為 5 Ω 。
　　對(duì)于N = 8位分辨率，R = 1k 到 10k是可行的選擇范圍。N是可編程的?！　∽罱K結(jié)果是等效電路如圖 2所示。請(qǐng)注意，與機(jī)械電位器或 Dpot 不同，機(jī)械電位器或 Dpot 的輸出電阻隨游標(biāo)設(shè)置而變化很大，而 PWMpot 的輸出電阻 (R +r) 名義上是恒定的且與設(shè)置無(wú)關(guān)。

　　圖 2 PWMpot 的等效電路，其中 r = 開(kāi)關(guān) Ron，P = PWM 占空比，并且未顯示紋波濾波電容器。