Tengo un proyecto de audio analógico para el que estoy jugando con diseños y necesitará alrededor de 150 resistencias variables de estado sólido. Planeo controlarlos desde un microcontrolador para que funcione un potenciómetro controlado digitalmente, pero todos los que he encontrado son demasiado caros ($1,00-$1,50).
Mi plan original era usar algo como un MOSFET con un capacitor pequeño y otro transistor para mantener un voltaje en la puerta. Luego actualizaría los voltajes de cada uno a través de un DAC y algo de GPIO. Sin embargo, no he encontrado ningún transistor adecuado para mi aplicación (es decir, algo que se comporte lo suficiente como una resistencia ideal).
¿Algunas ideas?
FWIW: el proyecto es una variante de este diseño de EQ (descontinuado): diseño con el ecualizador gráfico controlado digitalmente LMC835 .
Si desea algo que se comporte más como una resistencia, puede usar una fotocélula e iluminarla con un LED de un PWM filtrado. Sin embargo, eso actúa como una resistencia variable de 2 terminales en lugar de un potenciómetro de 3 terminales.
Puede controlar todos los LED desde un solo microcontrolador usando algo como el TLC5940 , que tiene 16 salidas de controlador de LED PWM, con el brillo de cada uno programable a través de una conexión en serie. Necesitaría 10 de estos a $ 1.84 cada uno para controlar 150 canales, aunque el doble si necesita dos resistencias por canal (para simular un potenciómetro real).
Además, ¿ha mirado circuitos integrados con muchas ollas adentro? $0,33 por bote es mejor que $1, por ejemplo:
También puede buscar circuitos integrados de amplificadores de ganancia programables o controlados por voltaje, que podrían reemplazar tanto a un amplificador operacional como a un potenciómetro:
En cuanto a un ecualizador gráfico de muchos canales controlado por computadora, un DSP es una opción más económica. Por ejemplo, TI , AKM y Analog tienen procesadores de señal de audio con ADC y DAC incorporados, y GUI fáciles de usar para hacer el ecualizador, aunque necesita comprar la placa de desarrollo. :)
¿Ha visto filtros de audio y ecualizadores controlables digitalmente ?
¿Qué tal esto? MCP4011-4014
Es $0.39 cada uno por 100QTY. Entonces, por 150 QTY, sería $ 58.50 + envío.
Un JFET se puede configurar como una resistencia variable, operando en su región óhmica. Funciona en muchos casos.
Aquí está mi diseño über-crudo:
Vdd -----------+
|
R1 _|
G -\/\/\-+-|_
| |
\ v put
R2 / v load
\ | here
+---|
|
GND -----------+
(Necesitamos un editor de esquemas: eso sería increíble).
Es un poco complicado sesgarlo (si es que esa es la palabra correcta) en la posición correcta. Hice un circuito de oscilador variable con uno antes. También diseñé un circuito de frecuencia variable PWM+ (variador de velocidad variable de frecuencia) para impulsar un motor usando un amplificador operacional dual y JFET.
esto es menos una respuesta y más una palabra de precaución al usar potenciómetros digitales o dispositivos similares.
Asegúrese de observar cuidadosamente su modo de operación real y no solo la teoría o el circuito equivalente en la hoja de datos.
Hace unos años tuve un diseño que tenía varias entradas analógicas diseñadas para funcionar tanto a nivel de línea como de micrófono. Como tal, había una etapa de preamplificador diferencial que usaba un IC diseñado para ese propósito con ganancia ajustable de 0 a 60dB. Necesitábamos controlar el conjunto de ganancia digitalmente con un microcontrolador que se configuró con una sola resistencia externa. La resistencia estaba en la ruta de la señal y estaba acoplada a CA (oscilada +/- alrededor de tierra). Esto no se mencionó en la hoja de datos del preamplificador y no se esperaba ya que la salida del preamplificador se refería a la entrada ADC de un DSP. La salida osciló alrededor de 1,65 V y siempre permaneció sobre el suelo. A través de los comentarios del DSP, el sistema ajustó automáticamente la ganancia del preamplificador para acercarse mucho a la entrada de rango completo en el ADC para mejorar la resolución.
Al principio solo usé un potenciómetro digital AD que parecía ser un potenciómetro antiguo normal, todo indicaba que era una resistencia con una posición de limpiaparabrisas controlada digitalmente. Bueno, no lo fue. Internamente se implementó con una cascada de transistores configurados para presentar una resistencia constante. Esto no suena mal al principio, pero lo que significa es que la resistencia no puede pasar voltaje fuera de los límites de los suministros del potenciómetro. Lo implementé con 3.3V y GND para los 2 rieles, ya que eso es lo que usamos para E/S digital. Pero en esa configuración, la resistencia no podía pasar corriente con un voltaje negativo y simplemente cortó la parte inferior de cualquier señal acoplada de CA que la atravesara.
Eso fue un poco molesto, ya que significaba que necesitaba funcionar con los suministros analógicos pero aún tenía señales en serie de las partes digitales del circuito conectado.
De todos modos, el punto es asegurarse de hacer su diligencia y saber exactamente cómo se ve la señal que debe pasar a través de la resistencia variable y que funcionará dada la topología del diseño de la resistencia.
Estoy de acuerdo con endolith en que deberías buscar seriamente otras formas de resolver el problema. Como no ha descrito el circuito al que está tratando de agregar este componente, y mucho menos ha publicado el esquema o la función de transferencia que está tratando de lograr, solo puedo suponer que hay formas más eficientes de resolver el problema.
¿Un terminal de su resistencia variable está conectado a un suministro? Esto hará que muchos enfoques sean mucho más factibles. En el caso de una conexión a tierra, por ejemplo, un MOSFET de tipo N, un condensador, una resistencia y un PWM probablemente serán suficientes para un potenciómetro de cambio (relativamente) lento.
La clave para diseñar una resistencia variable de estado sólido es operar en su transistor en la región activa, en lugar de permitir que se sature. Es probable que su aplicación de audio requiera una escala de ponderación logarítmica o de frecuencia de todos modos, entonces, ¿por qué no incorporar algunos comentarios o monitoreo, y no preocuparse por la ligera no linealidad?
Un enfoque aún no mencionado que es aplicable en algunos escenarios de baja frecuencia, aunque debe usarse con precaución, es reconocer que una resistencia que se enciende y apaga a través de la señal PWM lo hará, a frecuencias que son mucho más bajas que la frecuencia PWM. , se comportan aproximadamente como una resistencia más grande cuya resistencia es la del original dividida por el ciclo de trabajo PWM. Entonces, una resistencia de 1K con un ciclo de trabajo del 5% se comportará aproximadamente como una resistencia de 20K.
La mayor advertencia con este enfoque es que a menudo inyectará ruido en el sistema en la frecuencia PWM. Esto puede no ser un problema si los componentes que se ocupan de la señal pueden filtrar ese ruido limpiamente, o si pueden transmitirlo sin distorsión a otros componentes que sí lo hagan. Antes de usar un diseño de este tipo, uno debe asegurarse de que se cumpla uno de los requisitos anteriores. El hecho de que un componente tenga una frecuencia útil máxima no implica que filtrará limpiamente las cosas por encima de esa frecuencia. Muchos amplificadores, por ejemplo, se distorsionarán si la señal de entrada hace que la velocidad de respuesta de salida exceda sus capacidades. Si se alimenta un amplificador con una mezcla de una señal de 1KHz a 0DB y una señal de 1MHz a -20DB (10% del voltaje del original), la velocidad de respuesta de salida para el componente de 1MHz sería 100 veces mayor que la del componente de 1KHz. Eso' Es muy posible que la velocidad de respuesta del componente de 1 KHz esté dentro de las capacidades del amplificador, pero el componente de 1 MHz no; eso a su vez podría causar que la porción de 1 KHz de la salida salga severamente distorsionada.
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J. Polfer
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