Potencjometr

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Uproszczony schemat potencjometru obrotowego
Potentiometer symbol Europe.svg
Symbol potencjometru (Europa)
Potentiometer symbol.svg
Symbol używany w USA

Potencjometr (rezystor nastawny) – występujący w postaci pojedynczego elementu, regulowany dzielnik napięcia. Potencjometr posiada trzy wyprowadzenia, odpowiadające wyprowadzeniom dzielnika napięcia. Dwa z nich połączone są ścieżką o stałym oporze. Trzeci połączony jest ze ślizgaczem, którego położenie na ścieżce można regulować. Ścieżkę oporową wykonuje się z węgla, cermetu, tworzyw sztucznych lub zwojów drutu oporowego.

Zasada działania[edytuj | edytuj kod]

Potencjometr jako dzielnik napięcia

Potencjometr działa na zasadzie klasycznego dzielnika napięcia. Typowym zastosowaniem potencjometrów jest regulacja prądu lub napięcia w urządzeniach elektrycznych np. głośności w sprzęcie audio, ale także w przemyśle i komunikacji (regulacja prędkości obrotowej silników, na przykład tramwajowych).

Wykonuje się także potencjometry sprzężone podwójne (dwa identyczne elektrycznie potencjometry na wspólnej osi – przydatne szczególnie przy urządzeniach stereofonicznych), potencjometry sprzężone współosiowe (dwa różne potencjometry, jeden uruchamiany osią wewnętrzną, drugi uruchamiany współosiową tuleją – takie potencjometry wykorzystywane bywają w urządzeniach audio, kiedy podwójną gałką reguluje się np. siłę głosu i barwę głosu) oraz wieloobrotowe (precyzyjne). Do potencjometru bywa także czasem zamocowany wyłącznik elektryczny, uruchamiany krzywką przykręconą do osi potencjometru. Takie rozwiązanie umożliwia włączanie i wyłączanie urządzenia elektronicznego w skrajnym położeniu obrotu osi potencjometru – najczęściej w takim, w którym siła głosu jest minimalna. Podobnie, kiedy potencjometrem płynnie steruje się obrotami silnika elektrycznego – wówczas wyłączanie silnika odbywa się przy skrajnie małych jego obrotach.

Ze względu na zależność oporu od położenia ślizgacza wyróżnia się potencjometry liniowe (typ A) gdzie opór liniowo zależy od położenia suwaka, logarytmiczne o zależności logarytmicznej (typ B) ze względu na wykładniczą czułość ucha (w ten sposób człowiek ma wrażenie, że głośność regulowana jest w sposób liniowy) stosowane do regulacji głośności, oraz o charakterystyce wykładniczej (typ C). W niektórych krajach stosuje się odwrotnie oznaczenia literowe A i B.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Różnego rodzaju regulatory. Stosuje je się jako np. regulator wzmacniacza dźwięku.

Potencjometr cyfrowy[edytuj | edytuj kod]

Historia[edytuj | edytuj kod]

W roku 1986 w USA firma Milpitas zapoczątkowała produkcję potencjometrów sterowanych cyfrowo. Na monolitycznej płytce układu oznaczonego E2POT znajdowała się sieć rezystorów i pamięć EPROM. Rezystancja potencjometru była sterowana sygnałem z mikroprocesora i mogła zmieniać się od 10 kΩ do 1 MΩ. Potencjometr kosztował 10 dolarów[1].

Amerykańska firma Xicor wyprodukowała pierwsze potencjometry EEPOT w roku 1987 wykorzystując technologię NMOS. Pomimo dużego poboru energii, znalazły szereg zastosowań i przyjęły się na rynku. W roku 1992 wprowadzono drugą generację potencjometrów elektronicznych, wykonanych w technologii CMOS, co pozwoliło na znaczne zmniejszenie poboru prądu. W roku 1995 pojawiły się układy o niskim napięciu zasilania (3V). Dalszym krokiem było pojawienie się układów trzeciej generacji, charakteryzujących się mniejszymi szumami i jeszcze mniejszym poborem mocy[2].

Zasada działania[edytuj | edytuj kod]

Współczesny potencjometr cyfrowy jest w rzeczywistości zespołem wielu (np. 100) rezystorów i przełączników CMOS. Logiczne układy sterujące włączają odpowiednie klucze odpowiednio do zawartości licznika. W praktyce w strukturze znajduje się od 16 do 256 przełączników, a rezystorów zawsze o jeden mniej. Jeśli wszystkie rezystory składowe są jednakowe, uzyskuje się potencjometr o charakterystyce liniowej. Do regulacji głośności w urządzeniach audio lepiej nadają się układy, w których rezystory mają różne wartości, a wypadkowa charakterystyka regulacji ma charakter logarytmiczny (ściślej wykładniczy)[2].

Przewaga układu cyfrowego nad tradycyjnym potencjometrem, polega na braku jakichkolwiek trzasków, zakłóceń lub szumów charakterystycznych dla potencjometrów mechanicznych, szczególnie tych tanich, o nie najlepszej jakości. Ponadto potencjometr cyfrowy zapewnia idealną powtarzalność ustawień, jednak za cenę ograniczenia płynności regulacji do skończonej liczby kroków.

Układ potencjometru cyfrowego znajduje zastosowanie w sprzęcie audio, takim jak wzmacniacze lub miksery.

Przypisy

  1. Z kraju i ze świata. „Radioelektronik”. 87, s. 2, sierpień 1986. Andrzej Sowiński (red. nacz.). 
  2. 2,0 2,1 Piotr Górecki. Cyfrowe potencjometry firmy Xicor. „Elektronika dla Wszystkich”, s. 39-43, kwiecień 2000. [dostęp 3 września 2010]. 

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]