Resistore variabile a stato solido economico

Ho un progetto audio analogico con cui sto giocando con progetti e avrà bisogno di circa 150 resistori variabili a stato solido. Ho intenzione di controllarli da un microcontrollore in modo che un piatto controllato digitalmente funzionerebbe, ma tutti quelli che ho trovato sono troppo costosi ($ 1 - $ 1,50).

Il mio piano originale era di usare qualcosa come un MOSFET con un piccolo condensatore e un altro transistor per mantenere una tensione sul gate. Vorrei quindi aggiornare le tensioni di ciascuno a turno tramite un DAC e alcuni GPIO. Tuttavia non ho trovato alcun transistor adatto alla mia applicazione (cioè qualcosa che si comporta abbastanza come un resistore ideale).

Qualche idea?

FWIW: il progetto è una variante di questo progetto EQ (fuori produzione): progettazione con l'equalizzatore grafico a controllo digitale LMC835 .

Se vuoi qualcosa che si comporta più come una resistenza, puoi usare una fotocellula e accenderla con un LED da un PWM filtrato. Tuttavia, si tratta di un resistore variabile a 2 terminali anziché di un potenziometro a 3 terminali.

Puoi controllare tutti i LED da un singolo microcontrollore usando qualcosa come il TLC5940 , che ha 16 uscite driver LED PWM, con la luminosità di ogni programmabile su una connessione seriale. Avresti bisogno di 10 di questi a $ 1,84 ciascuno per controllare 150 canali, anche se il doppio se hai bisogno di due resistori per canale (per simulare un piatto reale).

Inoltre, hai guardato i circuiti integrati con un sacco di pentole all'interno? $ 0,33 per piatto è meglio di $ 1, ad esempio:

• DS3930 Potenziometro non volatile esadecimale con I / O e memoria ($ 1,95 @ 1k)
• AD5206: Potenziometro digitale a 6 canali, 256 posizioni (Prezzo 1000 pezzi $ 1,94)

Potresti anche esaminare CI di amplificatori a guadagno programmabili o controllati in tensione, che potrebbero sostituire sia un amplificatore operazionale che un piatto:

• SSM2164: Amplificatore controllato in quad quad a basso costo - 4 canali per $ 3,12
• MCP6S28: I / O single-end, rail-to-rail, PGA a basso guadagno - 8 canali per $ 1,85

Per quanto riguarda un equalizzatore grafico a molti canali controllato da computer, un DSP è un'opzione più economica. Ad esempio, TI , AKM e Analog dispongono di processori di segnale audio con ADC e DAC integrati e GUI facili da usare per creare l'equalizzatore, anche se è necessario acquistare la scheda di sviluppo. :)

Hai mai visto filtri ed equalizzatori audio controllabili digitalmente ?

Cosa ne pensi di questo? MCP4011-4014

È $ 0,39 ciascuno per 100 QTY. Quindi per 150 Qtà, sarebbero $ 58,50 + spese di spedizione.

Un JFET può essere configurato come un resistore variabile, operando nella sua regione ohmica. Funziona in molti casi.

Ecco il mio design über-greggio:

Vdd -----------+
               |
       R1     _|
  G -\/\/\-+-|_
           |   |
           \   v  put 
        R2 /   v  load
           \   |  here
           +---|
               |
GND -----------+

(Abbiamo bisogno di un editor di schemi: sarebbe fantastico.)

È un po 'complicato ottenerlo di parte (se è anche la parola giusta) nella posizione giusta. Ho fatto un circuito oscillatore variabile con uno prima. Ho anche progettato un circuito di frequenza PWM + variabile (variatore di frequenza a velocità variabile) per guidare un motore usando un doppio amplificatore operazionale e JFET.

questa è meno una risposta e più un avvertimento quando si usano pentole digitali o dispositivi simili.

Assicurati di guardare attentamente alla loro modalità operativa effettiva e non solo alla teoria o al circuito equivalente nel foglio dati.

Avevo un design qualche anno fa che aveva diversi ingressi analogici progettati per funzionare sia a livello di linea che di microfono. Come tale, c'era uno stadio di preamplificazione differenziale che utilizzava un IC progettato a tale scopo con guadagno regolabile da 0 a 60 dB. Avevamo bisogno di controllare il guadagno impostato digitalmente con un microcontrollore impostato con un singolo resistore esterno. Il resistore era nel percorso del segnale ed era accoppiato in CA (oscillato +/- attorno al suolo). Questo non è stato menzionato nel foglio dati del preamplificatore e non era previsto poiché l'uscita del preamplificatore era riferita all'ingresso ADC di un DSP. L'uscita oscillava intorno a 1,65 V e rimaneva sempre fuori terra. Grazie al feedback del DSP, il sistema ha regolato automaticamente il guadagno del preamplificatore per avvicinarsi molto alla gamma completa di input sull'ADC per migliorare la risoluzione.

All'inizio ho appena usato un potenziometro digitale AD che appariva sotto tutti gli aspetti come un vecchio piatto normale, tutto indicava che era un resistore con una posizione del tergicristallo controllata digitalmente. Beh non lo era. Internamente è stato implementato con una cascata di setup di transistor per presentare una resistenza costante. All'inizio questo non suona male, ma ciò significa che il resistore non è in grado di passare la tensione oltre i limiti delle forniture della pentola. L'ho implementato con 3.3V e GND per le 2 rotaie, come abbiamo usato per l'I / O digitale. Ma in quella configurazione il resistore non poteva passare la corrente con una tensione negativa e tagliava semplicemente il fondo da qualsiasi segnale accoppiato in CA che lo attraversava.

È stato un po 'una seccatura perché significava che doveva esaurire le forniture analogiche ma avere ancora segnali seriali dalle parti digitali del circuito ad esso collegato.

Ad ogni modo, il punto è assicurarti di fare la tua diligenza e sapere esattamente come appare il segnale che deve passare attraverso il resistore variabile e che funzionerà data la topologia del design del resistore.

Concordo con Endolith sul fatto che dovresti esaminare seriamente altri modi per risolvere il problema. Dato che non hai descritto il circuito a cui stai tentando di aggiungere questo componente, tanto meno pubblicato lo schema o la funzione di trasferimento che stai cercando di ottenere, posso solo immaginare che ci siano modi più efficienti per risolvere il problema.

Un terminale del resistore variabile è collegato a un alimentatore? Ciò renderà molti approcci molto più fattibili. Nel caso di una connessione a terra, ad esempio, un MOSFET di tipo N, un condensatore, una resistenza e un PWM saranno probabilmente sufficienti per un potenziometro (relativamente) a cambiamento lento.

La chiave per progettare un resistore variabile a stato solido sta funzionando nel transistor nella regione attiva, piuttosto che permetterne la saturazione. La tua applicazione audio probabilmente richiede una scala logaritmica o di ponderazione della frequenza, quindi perché non aggiungere feedback o monitoraggio e non preoccuparti della leggera non linearità?

Un approccio non ancora menzionato che è applicabile in alcuni scenari a bassa frequenza, sebbene debba essere usato con cautela, è riconoscere che un resistore che viene acceso e spento tramite segnale PWM lo farà, a frequenze che sono molto più basse della frequenza PWM , si comportano all'incirca come un resistore più grande la cui resistenza è quella dell'originale divisa per il duty cycle PWM. Quindi una resistenza da 1K con un duty cycle del 5% si comporterà approssimativamente come una resistenza da 20K.

Il più grande avvertimento con questo approccio è che spesso inietterà rumore nel sistema alla frequenza PWM. Questo potrebbe non essere un problema se i componenti che si occupano del segnale possono filtrare in modo pulito tale rumore o se riescono a passarlo senza distorsioni ad altri componenti che possono farlo. Prima di utilizzare un tale progetto, è necessario assicurarsi che uno dei requisiti di cui sopra sia soddisfatto. Il fatto che un componente abbia una frequenza utile massima non implica che filtrerà in modo pulito le cose al di sopra di quella frequenza. Molti amplificatori, ad esempio, distorcono se il segnale di ingresso provocherebbe un superamento delle capacità della velocità di risposta dell'uscita. Se un amplificatore viene alimentato con una miscela di un segnale 1KHz a 0 dB e un segnale 1 MHz a -20 dB (10% la tensione dell'originale), la velocità di risposta in uscita per il componente 1 MHz sarebbe 100 volte quella del componente 1 KHz. E' s è del tutto possibile che la velocità di risposta del componente 1KHz rientri nelle capacità dell'amplificatore, ma il componente 1MHz no; ciò potrebbe a sua volta causare una forte distorsione della porzione 1KHz dell'uscita.