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Experimental Realization of Programmable Optically Variable Potentiometer
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AI
DOI：10.1142/s0218126626502075.png)
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摘要
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本研究提出了一种可编程光学变量电位器（POV-POT），旨在替代传统的机械式和数字式电位器，提供更优的可编程性、精度、稳定性和电压控制的连续电阻调节。POV-POT采用两个可编程光学变量电阻（POVR）单元，每个单元由一个与基于CdS的光敏电阻（LDR）光学耦合的白光发光二极管（LED）组成，并嵌入基于环氧树脂的间隔结构中。每个POVR的电阻通过调整来自ESP32微控制器的脉冲宽度调制（PWM）信号驱动的LED光学强度进行调制，实现连续且精确的电阻控制。此外，一个包含精密定值电阻和基于CMOS的双向固态开关的电阻部署网络可实现动态电阻选择，提供从约100欧姆到1.0兆欧的宽范围连续电阻调节。一个用户友好的基于Python的图形界面计算PWM波形所需的占空比和开关配置，并通过串行通信将参数传输至ESP32微控制器进行即时部署。实验验证表明，POV-POT实现了高精度（公差通常在±10%以内）、电阻范围的扩展性、极小的重复性和再现性误差（分别小于0.16%和0.55%），以及在高温度（>320K）下部署电阻的低热敏感性。此外，所提出的POV-POT配置可通过选择响应更快的LDR材料和使用电阻部署网络中的高频薄膜电阻来改善频率响应。所提出的模拟电压控制电位器，即POV-POT，为电子、传感器和校准应用提供了先进、灵活和高分辨率的电位器解决方案。
Keyword:
Analog voltage-controlled potentiometer
LDR
LED
optical-coupling
programmable optically variable resistor
programmable optically variable potentiometer
resistance-voltage characteristics