Funzionerà questo circuito anti-log passivo senza inversione?


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Il potenziometro a sinistra del circuito in basso è in realtà l'uscita di un potenziometro digitale progettato per il controllo del volume audio, quindi le sue uscite sono configurate internamente per offrire 64 passi logaritmici, da 0 dB a -64 dB. Non posso cambiarlo. Ora, a quanto pare, ho bisogno di usare l'uscita per controllare un amplificatore audio che ha un processore DSP interno, che accetta 0-3.2VDC per controllare il suo volume audio. Quell'amplificatore attualmente riceve quella tensione da un potenziometro lineare, quindi sta facendo internamente la sua conversione lineare per registrare. Quindi, usando il circuito mostrato senza diodi, con solo R11 e R12 usati come un semplice divisore di tensione per convertire il mio 0-12 V in un intervallo di 3,2 V, funziona ma la risposta è tutt'altro che ideale. Poiché l'uscita della mia pentola digitale sta facendo avanzare la tensione in passi di 1 dB, i "passi" diventare udibile nel livello di uscita di quell'amplificatore, specialmente quando vengono raggiunti i volumi più alti. Quindi quello che devo fare è convertire i passi logaritmici in una approssimazione di lineare, nel senso che ho bisogno di una funzione anti-log.

Quindi sto pensando di approssimare una curva anti-log con un paio di reti di diodi, come mostrato. Fondamentalmente, la tensione di uscita inizialmente seguirà la tensione di ingresso, ma poi aumenterà progressivamente più lentamente come D2, e successivamente la coppia D3-D4 inizierà a condurre. Sembra funzionare abbastanza bene da rendere il controllo del volume più reattivo, ma in qualche modo il circuito sembra essere un "hack" per me. Qualcuno può suggerire una soluzione più eloquente che non coinvolge un'enorme quantità di parti aggiuntive?inserisci qui la descrizione dell'immagine

Addendum ... Dopo aver giocato tutto il giorno a tentativi ed errori con il circuito sopra, alimentandolo con una rampa lineare e confrontando l'input con l'output, ho deciso che era troppo difficile da ottimizzare. Se la tensione di riferimento massima (12 V in alto) dovesse cambiare, troppi resistori devono cambiare per duplicare la risposta desiderata. Ma per un capriccio ho pensato a questo. Onestamente non ho idea se sto davvero approssimando una risposta anti-log (o log) con questa configurazione, ma ho trovato molto facile "sintonizzarmi" sulla risposta desiderata, purché la tensione di riferimento massima in ingresso fosse almeno 2 o 3X l'uscita finale desiderata max. In sostanza, poiché il POT di input è stato regolato più in alto, l'output diverrebbe gradualmente dall'input, in modo che i cambiamenti di input abbiano progressivamente un impatto minore sull'output.

Gradirei comunque commenti sul perché questo sembra funzionare così bene, se sto davvero avvicinando la curva di registro non invertita che sto cercando e se potrebbe essere fatto in modo più semplice. In conclusione, se qualcun altro incontra un problema simile, questo sembra funzionare MOLTO bene ... almeno per le mie orecchie!

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Un altro addendum: a beneficio di chiunque segua ciò che necessita di un circuito simile, devo sottolineare che l'LM324, nonostante sia una scelta comune per i circuiti OP-AMP a singola alimentazione, si è rivelata una scelta sbagliata per questo altrimenti buono circuito. Il motivo è che questo amplificatore operazionale si basa su transistor BJT interni, quindi non è in grado di "pilotare" alcuna uscita al di sotto di 0,6 volt. Nel mio caso, anche se non avevo bisogno che la curva di risposta LOG iniziasse al di sotto di quel punto, il circuito doveva comunque emettere 0-3 volt in un circuito esistente che aveva una piccola corrente di polarizzazione positiva, e quindi non ero in grado di regolare l'uscita su zero, anche se ho messo a terra l'amplificatore finale OP usato come buffer). Quindi probabilmente sostituirò l'amplificatore OP quad con qualcosa come il TLC274 di Texas Instruments, poiché essendo basato su FET,


Stavo per modificare la tua domanda per dire "elegante" al posto del tuo "eloquente", ma mi piacerebbe vedere qualcuno affrontare la sfida di rendere la sua soluzione davvero eloquente. ;-)
Asmyldof

LOL !!! Bene, la maggior parte dei bravi ingegneri sono pessimi nell'ortografia, quindi spero di essere in buona compagnia!
Randy,

Sono troppo pigro per calcolare il tuo problema specifico, ma per tutti i calcoli sui log / sugli amplificatori esponenziali che usano le proprietà esponenziali di un transistor, potresti guardare questo: electronics.dit.ie/staff/ypanarin/Lecture%20Notes/ DT021-4 /…
Asmyldof,

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Una serie di diodi con ressitor cosparsi tra loro come se ci fosse un approccio abbastanza standard, non chiamarlo un hack. Semplice, economico, facile da definire una legge non lineare per scelta del resess, cosa c'è che non va? (la tastiera incolpata non comporterà il ressitor!)
Neil_UK

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Grazie @PeterSmit. Vedo che il motivo per cui ero confuso era perché la scheda tecnica per il pot digitale, che è la mia fonte, dava l'impressione che avesse una risposta "LOG", perché ogni "passo" era 1 dB. Avevo bisogno di venerarlo, quindi ho pensavo di creare un circuito anti-log, ma ora che ci penso, è il piatto che ha davvero la risposta anti-log e il mio amplificatore "log" è sostanzialmente necessario per convertirlo in lineare. andare nel modo sbagliato nel titolo, perché le informazioni nel mio PO sono meno utili a causa del mio titolo impreciso
Randy,

Risposte:


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Il tuo secondo circuito (con il divisore NPN e R) è una buona approssimazione di un circuito log. Questo perché quando l'opamp di ingresso genera una tensione sostanzialmente superiore a 0,6 V, la corrente in 4,7 k è proporzionale alla tensione, e quindi la V attraverso l'NPN è proporzionale al log di quella corrente. 100k e 10k danno un effetto moltiplicatore, quindi in effetti la tua funzione di trasferimento è più vicina a VOUT = K * 26mV ln (Iin / Is), dove Iin = (VIN-0.7) /4.7k. 'Is' è difficile da trovare direttamente, ma se si misura (indovina) VBE a 1 mA (diciamo 0,6 V), l'equazione può essere riscritta come VOUT = K [26mV * ln (In) + 0.6], dove 'In' è in mA.

K è il guadagno del tuo divisore R - con 'Contour' = 0, è 1; con 'contorno' = 20k, è 3.

Si noti che questo circuito cambierà oltre la temperatura - se l'NPN si riscalda di (diciamo) 30 gradi. C, equivale a una riduzione del volume di circa 10 dB (quando si passa in matematica).


Grazie. Questa è una buona conferma che l'idea è valida. E poiché sono passato a un amplificatore OP TLV274, che è basato su FET e ha una capacità di pull down molto più forte, il circuito funziona in modo molto più prevedibile a livelli sub-volt.
Randy,
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