电阻器是电子行业中应用广泛的基础元器件,不同的设计对电阻器的精度、阻值等有不同的要求,并且在特定设计中需要在一定范围内实现阻值可调。现有的传统电阻箱、机械电位器和数字电位器虽然能实现阻值在一定范围内的调整,但也存在一定的缺点。传统电阻箱需通过手动调节,其内部包含机械触点,即使能实现自动化调节,也会因机械磨损等因素降低其精度;机械电位器阻值虽然能连续调节,但不能方便快捷的得到接入电路中的阻值,并且其精度会因使用时间的延长而降低;数字电位器虽然可以实现数字控制,但也存在阻值分辨力低、可调范围小、电阻温度系数较大等问题。因此实现一种具有较大调节范围、高精度、数字调节阻值的电阻器,是电子行业目前的迫切需求。这个数字可调的电阻器可以降低传统电阻箱手动操作的繁琐性,还可以克服机械电位器在电路调试中阻值测量带来的不便。本课题设计了一种基于戴维南结构的数字有源电阻箱,这个电阻箱内部是一个采样电阻和受控电压源串联的结构。根据欧姆定律可知,当端口电压一定时,只需调节受控电压源,就可以间接实现对端口电流的准确控制,进而实现对电子模型等效电阻阻值的控制。为了使这个电阻箱输出稳定的电阻值,应使端口电压和电流建立一定的线性关系,所以采用仪表放大器AD620将采样基准电阻中电流转化为后续分压电路的参考电压,以建立端口电压和电流的线性关系,采用两片10位DAC(Digital to analog converter)数模转换器MAX5354和1024阶数字电位器X9111组成两级分压电路,再经过同向放大器作用于采样基准电阻另一端。这样输入电压U流经采样基准电阻R,再经过由运放、DAC等有源器件组成的受控电压源接至端口的另一端,这样构成了一个戴维南结构的单端口网络,通过控制端口电压与电流的关系,实现对端口等效电阻的控制。电阻箱输出的等效电阻值是一个可调系数X与采样电阻阻值R的乘积,为了保证电阻箱具有较高的精度和较大的可调范围,选用精度为0.1%的低温漂系数高精密电阻作为采样电阻,其阻值为10Ω、1KΩ和100KΩ,同时本课题采用双开关结构实现切换采样电阻,以降低开关的导通电阻对装置精度的影响。本课题采用STM32单片机实现对分压电路和采样电阻切换电路的数字化控制,从而实现对电阻箱的输出阻值自动控制。这个戴维南结构的数字有源电阻箱既可以应用于电压源负载,也可以用于电流源负载,这个电阻箱输出阻值在10Ω到10MΩ范围内可调,且装置结构简单、整体精度优于1%,可以通过串口与PC机通讯,便于扩展。