可控可变电阻装置及电子设备

摘要

本发明涉及电子电路技术领域，公开了一种可控可变电阻装置及电子设备。该可控可变电阻装置包括N个可控可变电阻基本单元，其中，N为大于1的自然数，并且N个可控可变电阻基本单元依次串接；在外部数字控制装置的控制下，可控可变电阻基本单元的阻值为零阻值或固定阻值，N个可控可变电阻基本单元阻值为固定阻值时，可控可变电阻基本单元的固定阻值各不相同。这样，可以方便地对电路板级应用中进行数字控制电阻阻值，方便在需要可变电阻的应用中实现自动化，尤其是在设计高精度可调电阻时，同等精度条件下可以节省很多资源。同时，通过外部数字控制装置进行电阻阻值调节，可实现智能化调节电阻阻值，电阻阻值调节的效率更高，可以避免损坏线路。

权利要求

1.一种可控可变电阻装置，其特征在于，包括：N个可控可变电阻基本单元；N为大于1的自然数；

所述N个可控可变电阻基本单元依次串接；

在外部数字控制装置的控制下，所述可控可变电阻基本单元的阻值为零阻值或固定阻值；

所述N个可控可变电阻基本单元阻值为固定阻值时，可控可变电阻基本单元的固定阻值各不相同。

2.根据权利要求1所述的可控可变电阻装置，其特征在于，所述可控可变电阻基本单元具体包括：一个固定阻值的电阻和一个数字可控开关；

所述固定阻值的电阻与所述数字可控开关并联；

当所述数字可控开关闭合时，所述可控可变电阻基本单元的阻值为零阻值，当所述数字可控开关断开时，所述可控可变电阻基本单元的阻值为对应的固定阻值；

所述数字可控开关与所述外部数字控制装置连接；所述外部数字控制装置根据接收的指令控制所述数字可控开关的闭合或者断开；

当所述数字可控开关的状态为0时，所述数字可控开关闭合，当所述数字可控开关的状态为1时，所述数字可控开关断开。

3.根据权利要求1所述的可控可变电阻装置，其特征在于，在N个可控可变电阻基本单元的固定阻值中，Ri＝2Ri-1

其中，Ri为第i个所述可控可变电阻基本单元的固定阻值，i为所述可控可变电阻基本单元的串接次序，i的取值范围为2至N。

4.一种电子设备，其特征在于，包括可控可变电阻装置与外部数字控制装置；

所述可控可变电阻装置包括：N个可控可变电阻基本单元；N为大于1的自然数；所述N个可控可变电阻基本单元依次串接；

在所述外部数字控制装置的控制下，所述可控可变电阻基本单元的阻值为零阻值或固定阻值；

所述N个可控可变电阻基本单元阻值为固定阻值时，可控可变电阻基本单元的固定阻值各不相同。

5.根据权利要求4所述的可控可变电阻装置，其特征在于，所述外部数字控制装置为单片机。

6.根据权利要求4所述的可控可变电阻装置，其特征在于，所述外部数字控制装置包括数字逻辑控制电路。

说明书

可控可变电阻装置及电子设备

技术领域

[0001] 本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种可控可变电阻装置及电子设备。

背景技术

[0002] 目前，在一些电路板的制造、维修以及测试中，通常需要一次将多个不同的电阻连接到电路板的某个线路中，然后对电路板进行功能测试，来确定何种阻值的电阻更合适达到该电路板所要实现的预期功能。或者在某些电路设计中，如数字收音机中，进行自动搜索电台时，依据设计需要动态配置合适的电阻，来适合电路负载的变化。或者在电子线路设计过程中，内部需要一个精准的电阻来修调或者配置相应的参数。

[0003] 在这种环境下，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：采用手工连接电阻或调节电阻阻值的手段通常工作效率较低，容易损坏线路，并且与目前设备智能化的进程不适应。

发明内容

[0004] 本发明实施方式解决的问题在于提供一种可控可变电阻装置及电子设备，可以方便对电路板级应用中进行数字控制电阻阻值，方便在需要可变电阻的应用中实现自动化，同时，可以设计高精度可调的电阻，在同等条件下节省更多资源，而且，通过外部数字控制装置进行电阻阻值调节，可实现智能化调节电阻阻值，电阻阻值调节的效率更高，还可以避免损坏线路。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种可控可变电阻装置包括：N个可控可变电阻基本单元；N为大于1的自然数；所述N个可控可变电阻基本单元依次串接；在外部数字控制装置的控制下，所述可控可变电阻基本单元的阻值为零阻值或固定阻值；所述N个可控可变电阻基本单元阻值为固定阻值时，可控可变电阻基本单元的固定阻值各不相同。

[0006] 本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括可控可变电阻装置与外部数字控制装置；

[0007] 所述可控可变电阻装置包括：N个可控可变电阻基本单元；N为大于1的自然数；所述N个可控可变电阻基本单元依次串接；

[0008] 在所述外部数字控制装置的控制下，所述可控可变电阻基本单元的阻值为零阻值或固定阻值；

[0009] 所述N个可控可变电阻基本单元阻值为固定阻值时，可控可变电阻基本单元的固定阻值各不相同。

[0010] 与现有技术相比，本发明实施方式提供的可控可变电阻装置，通过N个可控可变电阻基本单元依次串接，并且在外部数字控制装置的控制下，可以实现可控可变电阻基本单元的阻值为零阻值或固定阻值，并且，当可控可变电阻基本单元阻值为固定阻值时，可控可变电阻基本单元的固定阻值各不相同。这样，在智能化设备的电子线路中，可以通过外部数字控制装置方便地提供2N个一定范围内的任意电阻值，方便对电路板级应用中进行数字控制电阻阻值，方便在需要可变电阻的应用中实现自动化，同时，可以设计高精度可调的电阻，在同等条件下节省更多资源，同时，通过外部数字控制装置进行电阻阻值调节，可实现智能化调节电阻阻值，电阻阻值调节的效率更高，还可以避免损坏线路。

[0011] 另外，所述可控可变电阻基本单元具体包括：一个固定阻值的电阻和一个数字可控开关；所述固定阻值的电阻与所述数字可控开关并联；当所述数字可控开关闭合时，所述可控可变电阻基本单元的阻值为零阻值，当所述数字可控开关断开时，所述可控可变电阻基本单元的阻值为对应的固定阻值；所述数字可控开关与所述外部数字控制装置连接；所述外部数字控制装置根据接收的指令控制所述数字可控开关的闭合或者断开；当所述数字可控开关的状态为0时，所述数字可控开关闭合，当所述数字可控开关的状态为1时，所述数字可控开关断开。本发明实施方式通过给外部数字控制装置下达开关闭合或者断开的指令，进而控制数字可控开关闭合或者断开，从而实现可控可变电阻基本单元的阻值在零欧姆和固定阻值之间任意切换。

[0012] 另外，在N个可控可变电阻基本单元的固定阻值中，Ri＝2Ri-1，其中，Ri为第i个所述可控可变电阻基本单元的固定阻值，i为所述可控可变电阻基本单元的串接次序，i的取值范围为2至N。串接的各可控可变电阻基本单元的阻值满足上述Ri＝2Ri-1的关系，可以实现所有串接的可控可变电阻基本单元的总电阻值在零欧姆到(2N-1)*R1欧姆之间，步进为R1的不同阻值之间连续可调。

附图说明

[0013] 图1是本发明第一实施方式的可控可变电阻装置与外围器件的连接关系示意图；

[0014] 图2是本发明第一实施方式的可控可变电阻装置的电路示意图；

[0015] 图3是本发明第一实施方式的可控可变电阻装置的可控可变电阻基本单元的电路示意图；

[0016] 图4是本发明第二实施方式的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

[0017] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

[0018] 本发明的第一实施方式涉及一种可控可变电阻装置，此可控可变电阻装置具体实现时需要一系列外部装置(数字控制装置101与显示装置103)，可控可变电阻装置102与这些外部装置之间的连接关系如图1所示。

[0019] 如图2所示，图1中的可控可变电阻装置102由N个可控可变电阻基本单元(可控可变电阻基本单元201、可控可变电阻基本单元202、可控可变电阻基本单元203、......、可控可变电阻基本单元204)串联组成。图2中的可控可变电阻基本单元201、202、203、......、204都是独立的可控可变电阻基本单元，其中，N为正整数。在实际应用中，可以依据实际需要，为可控可变电阻装置配置合适的参数N，即，可以根据实际需求选择合适数目的可控可变电阻基本单元。

[0020] 具体地说，可控可变电阻基本单元201、202、203、......、204的电路结构相同，各个可控可变电阻基本单元之间的差异主要是其内部的固定电阻值不相同，例如，可以使用R1、R2、R3、RN分别来表示各个基本单元内部的固定阻值电阻的电阻值。

[0021] 图2中的可控可变电阻基本单元201、202、203、......、204的具体电路图如图3所示，具体包括固定阻值的电阻301和数字可控开关302，固定阻值的电阻301的电阻值可以用R来表示。其中，数字可控的开关302与固定阻值的电阻301并联连接。当数字可控开关302闭合时，固定阻值的电阻301被短路，此时，这个可控可变电阻基本单元的等效电阻为零欧姆；当数字可控开关302断开时，固定阻值的电阻301串接在电路中，此时，这个可控可变电阻基本单元的等效电阻为R。通过数字可控开关302的闭合或者断开，可以选择接入电路中的基本单元的等效电阻的阻值为零欧姆或者R。

[0022] 其中，当数字可控开关302的状态为“0”时，数字可控开关302闭合，当数字可控开关302的状态为“1”时，数字可控开关302断开。具体可以用数字S来表示数字可控开关的状态，当S为“0”时，数字可控开关闭合，基本单元中固定阻值的电阻301被短路，基本单元的等效阻值为零欧姆；当S为“1”时，数字可控开关302断开，基本单元中固定阻值的电阻301串接入电路中，基本单元的等效阻值为R。这样，一个可控可变电阻基本单元的等效电阻的阻值可以表示为S*R欧姆。

[0023] 图2中，可控可变电阻基本单元的固定阻值电阻的阻值之间满足以下关系：

[0024] Ri＝2Ri-1

[0025] 其中，Ri为第i个可控可变电阻基本单元的固定阻值，i为可控可变电阻基本单元的串接次序，i的取值范围为2至N。比如，可控可变电阻装置可以包括四个可控可变电阻基本单元，当第一可控可变电阻基本单元的固定阻值为R1时，第二可控可变电阻基本单元的固定阻值R2为2倍的第一可控可变电阻基本单元的固定阻值R1，相应的，第三可控可变电阻基本单元的固定阻值R3为2倍的第二可控可变电阻基本单元的固定阻值R2，第四可控可变电阻基本单元的固定阻值R4为2倍的第三可控可变电阻基本单元的固定阻值R3。

[0026] 因此针对图2的可控可变电阻装置的电路图，其等效电阻(用RT表示)可以描述如下：

[0027] RT＝S1*R1+S2*R2+S3*R3+…+SN*RN

[0028] 由于基本单元的固定阻值之间满足关系Ri＝2Ri-1，因此，等效电阻RT也可以描述为：

[0029] RT＝(S1+S2*2+S3*4+…+SN*2N-1)*R1。

[0030] 具体操过过程如下所示：首先，需要将各个可控可变电阻基本单元的固定阻值排N列组合成连续变化的有效阻值，如该可控可变电阻装置可以获得从零欧姆到(2-1)*R1欧姆之间，步进为R1的不同阻值，共计2N种连续阻值。

[0031] 其次，预先在数字控制装置101中预存入各种阻值所对应的按键指令，当用户按下所需电阻值所对应的按键时，数字控制装置101接收指令，并控制所需电阻值所对应的可控可变电阻基本单元组合中的数字可控开关的状态，即，控制不同的数字开关的状态为“0”或者为“1”。

[0032] 可控可变电阻装置102在数字控制装置101的控制下，其等效电阻值可以达到所需的等效电阻值。

[0033] 最后，显示装置103用于显示可控可变电阻装置102的等效电阻RT，用户可以确认是否是所需电阻阻值。

[0034] 这样一种可控可变电阻装置，对精度控制要求高、电阻阻值需要动态控制变化的电路系统来说，非常合适。

[0035] 与现有技术相比，本发明实施方式提供的可控可变电阻装置，通过N个可控可变电阻基本单元依次串接，并且在数字控制装置的控制下，可以实现可控可变电阻基本单元的阻值为零阻值或固定阻值，并且，当可控可变电阻基本单元阻值为固定阻值时，可控可变电阻基本单元的固定阻值各不相同。这样，在智能化设备的电子线路中，可以通过数字控制装置方便地提供2N个一定范围内的任意电阻值，方便对电路板级应用中进行数字控制电阻阻值，方便在需要可变电阻的应用中实现自动化，同时，可以设计高精度可调的电阻，在同等条件下节省更多资源，同时，通过数字控制装置进行电阻阻值调节，可实现智能化调节电阻阻值，电阻阻值调节的效率更高；与此同时，和现有技术相比，通过数字控制装置调节可控可变电阻装置的有效电阻值，可以按照所输入的指令自动调节接入电路的电阻值，避免手动调节电阻值损坏线路。

[0036] 本发明第二实施方式涉及一种电子设备，如图4所示，包含可控可变电阻装置与数字控制装置。

[0037] 可控可变电阻装置包括：N个可控可变电阻基本单元；N为大于1的自然数；N个可控可变电阻基本单元依次串接；在外部数字控制装置的控制下，可控可变电阻基本单元的阻值为零阻值或固定阻值；N个可控可变电阻基本单元阻值为固定阻值时，可控可变电阻基本单元的固定阻值各不相同。

[0038] 其中数字控制装置可以为单片机，还可以为数字逻辑控制电路。当数字控制装置为单片机时，可以通过单片机内部的程序指令控制可控可变电阻装置，从而实现其有效阻值可以为所需阻值的目的；当数字控制装置为数字逻辑电路时，数字逻辑控制电路可以通过接收指令，控制可控可变电阻装置中各基本单元的数字可控开关的状态S在“0”和“1”之间任意切换，可以方便地得到零欧姆到(2N-1)*R1欧姆之间的任意有效阻值。

[0039] 通过本发明实施例中对可控可变电阻装置的控制，得到所需的有效电阻阻值，此方式对于需要精度控制要求高，电阻阻值需要动态控制变化的电路系统来说，非常方便，并且此种装置在很多智能化设备中也可以发挥重要的作用，使控制指令可以更精确，节约资源的同时，还可以提高效率。

[0040] 另外，由于可控可变电阻装置的开关采用了数字控制，因此本发明实施方式的可控可变电阻装置，可以通过单片机程序或者数字逻辑控制电路控制，适用于智能化仪器和智能化电子设备中。

[0041] 不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的电子设备实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

[0042] 值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

[0043] 本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。