可变电阻的自动等效值是多少?

电器工程 电阻器 电位器
2022-01-21 00:23:51

我有一个电路,它通过一个连接到可变电阻器的轮子来控制扬声器的音量 - 我想重现它,但我不想使用手动操作的可变电阻器,而是想使用......其他东西 - 理想情况下您可以在其中施加电压以将电阻从低变为高。

我做了一些研究,但我认为我被不知道我真正在寻找什么而难住了。

4个回答

您可以使用晶体管来执行此操作。虽然不像其他类型那样常见,但 JFET 的工作原理很像电压控制的可变电阻。您必须向栅极施加模拟电压才能获得特定电阻。你必须小心这个电压的范围。漏极和源极将充当有效的两端电阻。即使是 MOSFET 也有一个线性电阻区域,所以这不是您唯一的选择。还有很多其他的选择,我肯定会提到。

有几种方法可以做到这一点,每种方法都有自己的问题。有“数字电位器”之类的东西。它们就像具有大量固定设定点的罐子,并且要使用的特定设定点通过发送数字命令来控制,例如通过 SPI 或 IIC。这些是相当常见且可用的。

为什么你认为你想通过电压而不是微控制器来控制音量?所需的卷信息最终来自哪里?

数字电位器的一个问题是它们是线性的,并且音量控制需要对数才能获得明显的恒定音量变化。这可以通过使用具有大量水龙头的锅并转换为数字记录来模拟。在这种情况下,您将让带有 A/D 的微控制器接收所需的音量电压信号,将其转换为对数刻度,然后将结果值发送到数字电位器。

很久以前,在可以使用微控制器之前,我曾经通过电压控制两个 LED 来进行电压控制音量。每个 LED 都与 CdS 光敏电阻进行光学连接。两个光敏电阻用作光变分压器。当然,结果是以相当不可预测的方式非常非线性。我在反馈回路中使用它来调整振荡器的信号大小,否则它本质上取决于频率。有了反馈,它在很大程度上与频率无关。这与 Bill Hewlett 在他著名的振荡器设计中使用灯泡的目的相同。

有多种方法。三种可行的方法是:

  1. 使用一种叫做“数字电位器”的设备;只要所有三个端子都保持在电压轨之间,它们的电气行为就与真正的电位器非常相似。请注意,许多数字电位器具有相当高的抽头电阻和相当糟糕的电阻容差,但电阻匹配非常好;它们通常用于由低阻抗源驱动的情况,并且它们用于馈送高阻抗输入,因此确切的电阻特性并不重要。
  2. 使用可以接受模拟信号作为参考的缩放数模转换器。缩放 DAC 的行为类似于数字电位器,其一端与物理或虚拟接地相连。与数字电位器相比,一端“接地”这一事实可以简化电路。
  3. 使用模数转换器将所有输入信号转换为数字形式,然后对它们进行数字处理(通过乘以数字来放大和缩小它们),然后使用数模转换器将它们全部输出。
  4. 如果信号以数字形式发出(如 CD 播放器),请进行处理,包括以数字方式调节音量,如上面的 #3 所示,但由于信号无论如何都在数字域中开始,因此跳过 ADC。

所有四种方法都用于各种设备。哪个最适合您的应用程序可能取决于许多因素。

附录

有时可能有用的另一种方法是对要输出的信号进行滤波,以确保它没有高于特定频率的分量,将其脉宽调制到至少是滤波器通过的最高频率的两倍的频率,然后再次对其进行过滤以消除 PWM 伪影。双重滤波的要求可能会限制通过这种方法可以实现的音频保真度,但粗略地实现它可能非常简单。

如果您将使用的频率相对较低,您可以使用像 LM13700 这样的运算跨导放大器作为电流控制电阻器 - 请参阅数据表的应用部分。然后很容易构建一个线性压控电流源,并且组合将为您提供压控电阻器。还可以构建对所施加电压的响应呈指数变化的电流源,如果应用程序将用于音频音量控制,这将很有用。