Was ist das automatische Äquivalent eines variablen Widerstands?

Sie können dazu einen Transistor verwenden. Obwohl weniger verbreitet als die anderen Typen, funktioniert ein JFET ähnlich wie ein spannungsgesteuerter variabler Widerstand. Sie müssten eine analoge Spannung an das Gate anlegen, um einen bestimmten Widerstand zu erhalten. Sie müssen auf den Bereich dieser Spannung achten. Drain und Source würden als effektiver Widerstand mit zwei Anschlüssen fungieren. Sogar ein Mosfet hat einen linearen Widerstandsbereich, also ist dies nicht Ihre einzige Option. Es gibt auch viele andere Optionen, die ich sicher erwähnen werde.

Es gibt ein paar Möglichkeiten, dies zu tun, jede mit ihren eigenen Problemen. Es gibt so etwas wie "digitale Potentiometer". Diese verhalten sich wie Töpfe mit einer großen Anzahl fester Sollwerte, und der jeweils zu verwendende Sollwert wird durch Senden digitaler Befehle, wie über SPI oder IIC, gesteuert. Diese sind ziemlich häufig und verfügbar.

Warum glauben Sie, dass Sie die Lautstärke über eine Spannung und nicht über einen Mikrocontroller steuern möchten? Woher stammen letztendlich die gewünschten Volumeninformationen?

Ein Problem mit digitalen Potis ist, dass sie linear sind und Lautstärkeregler logarithmisch sein müssen, um eine scheinbar konstante Lautstärkeänderung zu erhalten. Dies kann emuliert werden, indem ein Topf mit einer großen Anzahl von Abgriffen verwendet und in ein digitales Protokoll umgewandelt wird. In diesem Fall würden Sie ein Mikro mit einem A / D das gewünschte Lautstärkespannungssignal empfangen, dieses in eine logarithmische Skala umwandeln und dann den resultierenden Wert an einen Digi-Pot senden.

Vor langer Zeit, bevor Mikrocontroller zugänglich waren, habe ich einmal eine spannungsgesteuerte Lautstärke gemacht, indem ich die Spannung zwei LEDs entgegengesetzt steuern ließ. Jede LED war optisch mit einem CdS-Fotowiderstand verbunden. Die beiden Fotowiderstände wurden als durch Licht veränderlicher Spannungsteiler verwendet. Natürlich ist das Ergebnis auf eher unvorhersehbare Weise ziemlich nichtlinear. Ich habe es in einer Rückkopplungsschleife verwendet, um die Signalgröße eines Oszillators einzustellen, die ansonsten von Natur aus von der Frequenz abhängt. Mit der Rückkopplung wurde es weitgehend frequenzunabhängig. Dies war der gleiche Zweck, für den Bill Hewlett eine Glühbirne in seinem berühmten Oszillatordesign verwendete.

Es gibt eine Reihe von Ansätzen. Die drei praktikablen Ansätze wären:

1. Verwenden Sie ein Gerät namens "Digital Pot"; diese verhalten sich elektrisch ähnlich wie echte Potis, sofern alle drei Anschlüsse zwischen den Spannungsschienen bleiben. Beachten Sie, dass viele digitale Töpfe einen ziemlich hohen Wischerwiderstand und eine ziemlich miese Widerstandstoleranz, aber eine ziemlich gute Widerstandsanpassung haben; Sie werden häufig in Fällen verwendet, in denen sie von niederohmigen Quellen angesteuert werden, und sie werden verwendet, um hochohmige Eingänge zu speisen, sodass die genauen Widerstandseigenschaften keine Rolle spielen.
2. Verwenden Sie einen skalierenden Digital-Analog-Wandler, der das analoge Signal als Referenz akzeptieren kann. Ein skalierender DAC verhält sich ähnlich wie ein digitaler Topf, dessen eines Ende mit physischer oder virtueller Masse verbunden ist. Die Tatsache, dass ein Ende "mit Masse verbunden" ist, kann die Schaltung im Vergleich zu einem digitalen Poti vereinfachen.
3. Verwenden Sie einen Analog-Digital-Wandler, um alle eingehenden Signale in digitale Form umzuwandeln, verarbeiten Sie sie dann digital (z. B. durch Vergrößern und Verkleinern durch Multiplizieren der Zahlen) und geben Sie sie dann alle mit einem Digital-Analog-Wandler aus.
4. Wenn das Signal in digitaler Form stammt (wie bei einem CD-Player), führen Sie die Verarbeitung einschließlich der Lautstärkeregelung digital durch, wie in Nr. 3 oben, aber überspringen Sie den ADC, da das Signal sowieso in der digitalen Domäne beginnt.

Alle vier Ansätze werden in verschiedenen Geräten verwendet. Welche für Ihre Anwendung am besten geeignet ist, kann von vielen Faktoren abhängen.

Nachtrag

Ein anderer Ansatz, der manchmal nützlich sein kann, besteht darin, das auszugebende Signal zu filtern, um sicherzustellen, dass es keine Komponenten oberhalb einer bestimmten Frequenz enthält, es mit einer Frequenz zu pulsweitenmodulieren, die mindestens doppelt so hoch ist wie die höchste vom Filter durchgelassene Frequenz, und dann Filtern Sie es erneut, um die PWM-Artefakte zu entfernen. Das Erfordernis einer doppelten Filterung kann die Audiotreue einschränken, die mit dieser Methode erreicht werden kann, aber es kann ziemlich einfach sein, sie grob zu implementieren.

Wenn die verwendeten Frequenzen relativ niedrig sind, können Sie einen Transkonduktanz-Operationsverstärker wie den LM13700 als stromgesteuerten Widerstand verwenden – siehe Abschnitt „Anwendungen“ des Datenblatts . Es ist dann einfach, eine lineare spannungsgesteuerte Stromquelle zu bauen, und die Kombination ergibt Ihren spannungsgesteuerten Widerstand. Es ist auch möglich, Stromquellen zu konstruieren, die in ihrer Reaktion auf angelegte Spannungen exponentiell sind, was nützlich sein kann, wenn die Anwendung eine Audio-Lautstärkeregelung sein soll.