Qual è l'equivalente automatico di un resistore variabile?

Ho un circuito che controlla il volume su un altoparlante tramite una ruota collegata a un resistore variabile - Voglio riprodurlo ma invece di usare un resistore variabile azionato manualmente, voglio usare ... qualcos'altro invece - Idealmente qualcosa dove è possibile applicare una tensione per modificare la resistenza da bassa ad alta.

Ho fatto una piccola ricerca, ma penso di essere sconcertato dal non sapere cosa sto effettivamente cercando.

È possibile utilizzare un transistor per fare ciò. Sebbene meno comune rispetto agli altri tipi, un JFET funziona in modo molto simile a una resistenza variabile controllata in tensione. Dovresti applicare una tensione analogica al gate per ottenere una resistenza specifica. Dovresti stare attento alla gamma di questa tensione. Drain e Source fungerebbero da efficace resistenza a due terminali. Anche un mosfet ha una regione resistiva lineare, quindi questa non è la tua unica opzione. Ci sono anche molte altre opzioni che sono sicuro saranno menzionate.

Ci sono alcuni modi per farlo, ognuno con i propri problemi. Esistono "potenziometri digitali". Questi agiscono come pot con un numero elevato di set point fissi e il set point specifico da utilizzare viene controllato inviando comandi digitali, come su SPI o IIC. Questi sono abbastanza comuni e disponibili.

Perché pensi di voler controllare il volume da una tensione anziché da un microcontrollore? Da dove verranno alla fine le informazioni sul volume desiderate?

Un problema con i vasi digitali è che sono lineari e che i controlli del volume devono essere logaritmici per ottenere un evidente cambiamento di volume costante. Questo può essere emulato usando un piatto con un gran numero di tocchi e convertendolo in un registro digitale. In tal caso, un micro con A / D riceve il segnale di tensione volumetrica desiderato, lo converte in una scala logaritmica, quindi invia il valore risultante a un digi-pot.

Molto tempo fa, prima che i microcontrollori fossero accessibili, ho fatto un volume controllato in tensione una volta avendo il controllo della tensione due LED in modo opposto. Ogni LED era otticamente collegato a un fotoresistor CdS. I due fotoresistori sono stati usati come divisori di tensione variabile della luce. Naturalmente il risultato è abbastanza non lineare in modi piuttosto imprevedibili. Lo stavo usando in un circuito di feedback per regolare la dimensione del segnale di un oscillatore, che altrimenti dipendeva intrinsecamente dalla frequenza. Con il feedback, è diventato in gran parte indipendente dalla frequenza. Questo era lo stesso scopo per cui Bill Hewlett usò una lampadina nel suo famoso design di oscillatore.

Esistono diversi approcci. I tre approcci praticabili sarebbero:

1. Utilizzare un dispositivo chiamato "pentola digitale"; questi si comportano elettricamente come dei veri e propri vasi, a condizione che tutti e tre i terminali rimangano tra i binari di tensione. Si noti che molte pentole digitali hanno una resistenza del tergicristallo piuttosto elevata e una tolleranza di resistenza piuttosto scadente, ma una corrispondenza di resistenza abbastanza buona; vengono spesso utilizzati nei casi in cui sono guidati da fonti a bassa impedenza e vengono utilizzati per alimentare ingressi ad alta impedenza, quindi le esatte caratteristiche di resistenza non contano.
2. Utilizzare un convertitore digitale-analogico in scala che possa accettare il segnale analogico come riferimento. Un DAC in scala si comporta come un piatto digitale che ha un'estremità legata a terra fisica o virtuale. Il fatto che un'estremità sia "legata a terra" può semplificare i circuiti rispetto a un piatto digitale.
3. Usa un convertitore da analogico a digitale per convertire tutti i segnali in arrivo in forma digitale, quindi elaborali in modo digitale (facendo cose come ridimensionarli su e giù moltiplicando i numeri) e quindi emetterli tutti usando un convertitore da digitale ad analogico.
4. Se il segnale ha origine in forma digitale (come con un lettore CD), eseguire l'elaborazione inclusa la regolazione del volume in modo digitale, come indicato al punto 3 sopra, ma saltare l'ADC poiché il segnale inizia comunque nel dominio digitale.

Tutti e quattro gli approcci sono utilizzati in vari dispositivi. Qual è il migliore per la tua applicazione può dipendere da molti fattori.

appendice

Un altro approccio che a volte può essere utile è quello di filtrare il segnale da emettere per assicurarsi che non abbia componenti al di sopra di una certa frequenza, l'ampiezza dell'impulso lo moduli a una frequenza almeno doppia rispetto alla frequenza più alta passata dal filtro, e quindi filtralo di nuovo per rimuovere gli artefatti PWM. Il requisito del doppio filtraggio può limitare la fedeltà audio che può essere raggiunta con questo metodo, ma può essere piuttosto semplice da implementare in modo grossolano.

Se le frequenze che utilizzerai sono relativamente basse, puoi utilizzare un amplificatore di transconduttanza operativo come LM13700 come un resistore a corrente controllata - vedi la sezione applicazioni del foglio dati . È quindi semplice costruire una sorgente di corrente controllata in tensione lineare e la combinazione fornirà il resistore controllato in tensione. È anche possibile costruire sorgenti attuali che sono esponenziali nella loro risposta alle tensioni applicate, il che può essere utile se l'applicazione sarà destinata a un controllo del volume audio.