JFET statt Digipot zur Verstärkungsregelung?

Ich hoffe, mit diesem Schema einen Schallsensor zu bauen ( http://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Sound/sound-detector.pdf )

Um die Verstärkung programmgesteuert einzustellen, könnte ich einen Digipot verwenden. Mein (naives) Verständnis des Hauptproblems bei der Verwendung eines Digipots ist, dass es linear ist, aber die Verstärkungsregelung für konstante Änderungen logarithmisch sein sollte. Das heißt, ich denke, die MCU könnte die Konvertierung durchführen.

Angenommen, ich möchte die MCU vor der Konvertierung retten, ist JFET eine gute Alternative? Wenn ja, welche JFETs eignen sich speziell dafür? Gibt es andere bessere Alternativen?

Danke

Welche Einstellung des Verstärkungsbereichs suchen Sie?

Antworten (4)

Sie können einen J-FET verwenden, aber es gibt Herausforderungen.

Das Hauptproblem ist die Verzerrung. Folgendes passiert: Der Widerstand des Kanals (DS) ändert sich, wenn sich Vgs ändert. Wenn der J-FET mit dem Signal in Reihe geschaltet ist, ändert sich Vgs mit dem Signal. Es gibt Techniken, die dieses Problem minimieren, aber man sollte sich dessen bewusst sein.

Das nächste Problem ist die Wiederholbarkeit. Jeder J-FET hat eine unterschiedliche Empfindlichkeit in Bezug darauf, wie sich der Kanalwiderstand ändert, wenn Vgs variiert wird.

Ein Ort, an dem J-FETs sehr erfolgreich eingesetzt werden, ist als Gain-Control-Element in einer Audio-AGC- oder Kompressor-/Limiter-Schaltung. Da die Vgs-Steuerspannung durch Abtasten des Ausgangssignals erzeugt wird, fallen Schwankungen der Vgs-Empfindlichkeit grundsätzlich aus der Gleichung heraus - diese Schaltungen haben einen klassischen Steuerkreis mit negativer Rückkopplung, und die negative Rückkopplung kompensiert einfach die Vgs-Empfindlichkeit zwischen verschiedenen Teilen.

Für das, was es wert ist, arbeite ich derzeit an einem Design, das ein digitales Poti mit logarithmischer Verjüngung (32k, 100 Schritte) von Catalyst / On Semiconductor verwendet. Obwohl für dieses Teil dieses Jahr das Ende seiner Lebensdauer geplant ist, werden wir einfach genügend Teile kaufen, um das Produkt über seine gesamte Lebensdauer zu begleiten.

Und ja: Die Verwendung eines digitalen Potis mit Log-Taper macht mein Hardware-Design dramatisch weniger komplex und teuer.

Ja, für die Lautstärkeregelung ist ein Poti mit logarithmischer Verjüngung wünschenswert. Das heißt, es gibt digitale Potis mit Log Taper. Sie sind nicht annähernd so billig oder reichlich vorhanden wie linear, aber sie sind da draußen. Wenn es mein Projekt wäre, würde ich das Problem wahrscheinlich mit einer Art VCA angehen, entweder mit einem analogen Multiplikator oder OTAs. Wenn Sie Ihre Kontrolle vollständig im digitalen Bereich behalten möchten, ist eine weitere Option ein 4-Quadranten-Multiplikations-DAC. Führen Sie Ihr Signal in den Ref-Pin ein, und der Ausgangscode des DAC stellt die Dämpfung ein (dh bei einem 10-Bit-DAC würde das Einstellen des Ausgangs auf 512 das Signal auf die halbe Amplitude dämpfen).

Danke. Wie kommt es, dass Sie nicht mit einem JFET gehen würden?
Wenn ich mit Audio arbeite, vermeide ich lieber nichtlineare Geräte.
@MattYoung: Hätten OTAs nicht ähnliche Linearitätsprobleme? Und analoge Multiplikatoren führen eine Menge Rauschen ein, oder? Das Multiplizieren von DACs und digitalen Töpfen scheint am attraktivsten zu sein ...
@Zulu Nein, OTAs haben keine Linearitätsprobleme. Bei dieser Anwendung besteht der Schlüssel darin, die invertierenden und nichtinvertierenden Pin-Spannungen auf einen kleinen Bereich zu begrenzen, über den jede Nichtlinearität vernachlässigbar ist. Analoge Multiplikatoren und ihr Rauschen hängen von der Wahl des Teils ab.
@MattYoung: Wenn Sie damit einverstanden sind, die Signalamplitude auf einen kleinen Bereich zu begrenzen, für den die Nichtlinearität des OTA vernachlässigbar ist, können Sie dasselbe für einen Verstärker tun, der um einen JFET-Rheostat herum gebaut ist ... Was ist der Unterschied?
@Zulu Ein VCA ist über den gesamten Bereich der Steuerspannung linear. Ein JFET-Rheostat wäre es nicht.
@MattYoung: In der Tat wird ein Multiplikator linear sein, aber ich sehe keinen großen Unterschied zwischen OTAs und JFETs in Bezug auf die Linearität.

EINE Möglichkeit, die Lautstärkeregelung ohne Verzerrung zu implementieren, besteht darin, einen LDR zu verwenden, der von einer LED angesteuert wird. Die alten LDRs waren aus Cadmiumsulfid, ABER neue haben kein Cadmium. Ich habe eine hervorragende Linearität bei einem aktiven PFC-Prototypen gezeigt Gerät und wurde vor Jahrzehnten in Fadern verwendet

Sie können ein logarithmisches Digipot verwenden: Sie geben die Dämpfung in dB an (natürlich logarithmisch) und es führt die Konvertierung durch. http://www.maximintegrated.com/en/products/analog/data-converters/digital-potentiometers/DS1882.html