如何充分利用电位器？
在许多精密、低噪声的设计中，一开始甚至让信号通过前面板也是一个坏主意。因此，至少，控制元件应该只产生一个电压信号来控制压控放大器/衰减器。使用电位源，您可以对控制信号进行缓冲和低通滤波，从而将抽头压降效应降至最低。
模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图
在这里，电压参考为电位器供电。可变雨刮器电阻由 Rw 建模，其变化幅度为 9 个数量级，但大多为“低”且约为欧姆。R2 将时间常数保持在 50ms 以上。由于R2>>R1，R1的影响很小。C2 与 R1+R2 形成低通滤波器，但也用作保持电容器。U2 是设置在同相模式下的运算放大器，因此其输入具有非常高的阻抗。U2 的输出进入压控放大器。
C2 应该是具有 NP0 或塑料电介质的低泄漏类型，U2 应该具有 FET 或 CMOS 输入级。所以，不要将 741 用于 U2 并期望它能很好地工作——尽管它仍然会比裸电位器工作得更好。
如果从 R1 到电路的导线很长，您可能需要一个自举屏蔽。但是，需要进行一些实验来确保电路的稳定性，因为屏蔽到信号的电容会为系统增加正反馈。
与直接在信号上使用电位计相比，这已经为您提供了一个性能更好的电路。即使使用相当短的 50 毫秒时间常数，即使在最可笑肮脏的电位器上，您也可以消除噼啪声。您可以随时权衡响应时间以换取对噼啪声的不敏感。
将音频路由到前面板通常是 EMI 的噩梦，而且正确地完成它通常并不便宜。
压控增益
通过使用由 LED 照明的光敏电阻器，可以制造出物美价廉的压控增益元件。光敏电阻，如果你选择它们，可以具有非常低的电阻电压系数，因此失真非常低，肯定比大多数简单的乘法器电路高一个数量级或更多。它们可作为自包含单元（称为 Vactrols）从Excelitas获得。它们需要小心应用，因为您不希望光敏电阻上的电压超过约 100mV，否则它们是非常强大的设备，每个价格约为 5 美元。
有不错的集成压控放大器，例如最后一次购买（可悲）的SSM2018，或更新的AD8338，THAT2181等。
滚动接触呢？
如果您还有机械鼠标，请将其打开。把球拿出来看看滚轮。它们总是会被硬化的污垢覆盖。如果你不能很好地控制环境，滚动接触并不是它的全部。滑动触点具有自清洁特性。电位器中的滚动触点会产生完全相反的行为——它们会自脏。那将是一个非常糟糕的主意。
从机械上讲，您似乎忘记了另一个方面：滚动接触在集中应力方面非常出色，并且需要足够坚硬的表面来防止磨损。在表面需要与金属球/滚子接口同时具有任何预期使用寿命的情况下，制造低功率电阻传感器有点困难。
如果您真的不关心电路的功率，那么用硬化钢制作 C 形电阻轨道是收费的。给它几安培的脉冲，使用采样和保持电路来获得脉冲幅度，然后你就设置好了。只要你把它放在防尘罩里，它就可以工作。请注意，防尘通常比防水更难（！）。
TL;DR：滚动接触可能是您在电位器雨刮器中所希望的最糟糕的事情。
那么，还有哪些其他选择？
您可以从其他来源获取信号。它们都通过使用多种技术将轴角转换为电压来工作。我没有按特定顺序介绍它们。
非接触式电位器
假设您从一个电位计的基本 C 形电阻轨道开始。选择一个大的，这样很容易处理。打开它。弯曲雨刮器，使其从轨道上抬起，但要稍微抬起一点。用交流信号馈入轨道，比如 1MHz 方波，轨道的另一端为 0V。抽头与轨道电容耦合，并将拾取幅度与轨道上的位置成比例的信号。您需要对其进行调整以消除最差的寄生电容，但它会起作用。您可以使用 FET 跟随器或运算放大器来降低抽头信号的阻抗，然后使用同步解调器将幅度转换回基带。听起来可能很花哨，但对于这样一个简单的传感器，你可以用几美元的零件来完成它，根本不需要花哨的东西。
可变变压器
RVDT（LVDT 的旋转表亲）是一个非常精确的、并且可能是一个过顶的源。对于一次性的“虚荣”项目，这将是一个不错的选择——这些东西几乎是坚不可摧的，如果幸运的话，你可以从剩余中廉价地获得它们。对于音量控制，您可以制作一个非常简单的 RVDT 调节器（电路与 LVDT 相同）。
可变电容器
另一个虚荣的选择是旧的、沉重的旋转电容器。更好的有一对滚珠轴承。与 RVDT 类似，它们没有其他接触部件需要磨损。将电容器放入多谐振荡器电路中，连接到电压频率转换器电路（LT 应用笔记有很多），然后就可以了。
磁性传感器
一个成本更低的选择是霍尔传感器。假设您有一个径向定向在轴上的磁铁，旁边有一个霍尔传感器。当您旋转轴时，通过正确放置的传感器的磁通量会发生变化。这是一个很好的控制电压源——实施起来也很便宜。
光学传感器
您还可以使用光学传感器：在透明箔片上打印 V 型间隙，XY 映射到极坐标。安装在轴上。放置一个 LED 光电探测器对，使其“看到”间隙。用运算放大器调节光电探测器（晶体管或二极管）。
另一个不需要 V 型间隙的光学选项是在轴的末端安装一个倾斜的圆盘，这样它就不会完全垂直于轴的轴线。然后使用反射传感器（LED + 光电探测器）获得与角度成正比的连续信号。
另一种光学选择是在轴上的圆柱体上打印多相图案，并使用多个光学传感器，将它们的输出相加，提供输出。该模式可能如下所示：
axial distance
^
| █████████
| ██████
| ███
|0---------360--> angle
随着气缸在传感器上方转动，它们的输出逐渐降低。通过明智地调整检测器/条纹的数量和检测距离，您可以使用简单的黑白图案。有时这比更漂亮的东西更容易制造。
应变角转换器
如果您知道如何处理应变计，那么另一种选择是非常明智的，即轴接口带有一个长螺旋弹簧。在弹簧的某处拍打一个 4 应变计桥，敏感轴沿着弹簧的长度，你会得到一个与轴角度成比例的非常好的信号。您需要在机械电路中增加一点摩擦力，以便在松开旋钮时轴保持原位。
零碎的东西
如果您想变得时髦，另一种选择是使用可变声学电容器。让轴穿过一个扁平的环形盒。当然，它可以具有矩形横截面。在盒子内部开一个径向槽，并从轴上延伸一个径向销穿过径向槽。将几乎填满盒子横截面的桨连接到销的末端。在框中的零点处，添加一个隔板和一个声学换能器。把它连接到一个振荡器上，你就得到了一个电声角周期转换器。
以上只是我在生活中的某个阶段尝试过的事情，并取得了一定程度的成功。如果您想获得一些转导的乐趣，那么几乎可以提供无穷无尽的其他想法。
