Недорогой твердотельный переменный резистор

У меня есть проект аналогового аудио, для которого я разрабатываю проекты, и для него потребуется около 150 твердотельных переменных резисторов. Я планирую управлять ими с помощью микроконтроллера, чтобы работал горшок с цифровым управлением, но все, что я нашел, слишком дорого ($ 1,00-1,50).

Мой первоначальный план состоял в том, чтобы использовать что-то вроде МОП-транзистора с небольшим конденсатором и другим транзистором, чтобы удерживать напряжение на затворе. Затем я обновил бы напряжения каждого из них через ЦАП и немного GPIO. Однако я не нашел никаких транзисторов, подходящих для моего приложения (то есть что-то, что ведет себя достаточно как идеальный резистор).

Есть идеи?

FWIW: проект является вариантом этого (снятого с производства) проекта эквалайзера: проектирование с цифровым графическим эквалайзером LMC835 .

Если вы хотите что-то похожее на резистор, вы можете использовать фотоэлемент и зажечь его светодиодом отфильтрованного ШИМ. Это действует как 2-контактный переменный резистор, а не как 3-контактный резистор.

Вы можете управлять всеми светодиодами с одного микроконтроллера, используя что-то вроде TLC5940 , который имеет 16 выходов драйвера светодиодов с ШИМ, яркость каждого из которых программируется через последовательное соединение. Вам понадобится 10 из них по $ 1,84 каждый для управления 150 каналами, хотя вдвое больше, если вам нужно два резистора на канал (для имитации реального банка).

Кроме того, вы смотрели на микросхемы с большим количеством горшков внутри? 0,33 доллара за горшок лучше, чем 1 доллар, например:

• Шестнадцатеричный энергонезависимый потенциометр DS3930 с вводом / выводом и памятью ($ 1,95 за 1 тыс. Долл.)
• AD5206: 6-канальный 256-позиционный цифровой потенциометр (цена 1000 шт. $ 1,94)

Вы также можете посмотреть на ИС усилителя с регулируемым напряжением или программируемым усилением, которые могут заменить как операционный усилитель, так и горшок:

• SSM2164: недорогой четырехканальный усилитель с управлением по напряжению - 4 канала по цене 3,12 доллара США
• MCP6S28: односторонний, межсетевой ввод-вывод, PGA с низким коэффициентом усиления - 8 каналов за $ 1,85

Что касается многоканального графического эквалайзера с компьютерным управлением, DSP - более дешевый вариант. Например, TI , AKM и Analog имеют процессоры аудиосигналов со встроенными АЦП и ЦАП и простые в использовании графические интерфейсы для создания эквалайзера, хотя вам необходимо купить плату разработки. :)

Вы видели цифровые фильтры и эквалайзеры с цифровым управлением ?

Как насчет этого? MCP4011-4014

Это $ 0,39 каждый за 100QTY. Таким образом, за 150 QTY, это будет $ 58,50 + доставка.

JFET может быть настроен как переменный резистор, работающий в своей омической области. Это работает во многих случаях.

Вот мой убер-сырой дизайн:

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

(Нам нужен редактор схем: это было бы здорово.)

Немного сложно получить смещение (если это даже правильное слово) в правильном положении. Я сделал переменную схему генератора с одним раньше. Я также разработал схему с переменной частотой ШИМ + частота (привод с переменной частотой и переменной скоростью) для управления двигателем с использованием двойного операционного усилителя и JFET.

это меньше ответ и больше предостережение при использовании цифровых горшков или подобных устройств.

Убедитесь, что вы внимательно посмотрите на их реальный режим работы, а не только на теорию или эквивалентную схему в техническом описании.

Несколько лет назад у меня был дизайн, в котором было несколько аналоговых входов, предназначенных для работы как на уровне линии, так и на уровне микрофона. В качестве такового использовался дифференциальный каскад предварительного усилителя с использованием микросхемы, разработанной для этой цели, с регулируемым усилением от 0 до 60 дБ. Нам нужно было управлять усилением, установленным цифровым способом, с помощью микроконтроллера, который был установлен с одним внешним резистором. Резистор был на пути прохождения сигнала и соединен с переменным током (+/- вокруг земли). Это не упоминалось в техническом описании предусилителя и не ожидалось, поскольку выход предварительного усилителя был привязан к входу АЦП ЦСП. Выход колебался около 1,65 В и всегда оставался над землей. Благодаря обратной связи от DSP система автоматически регулирует усиление предварительного усилителя, чтобы приблизиться к входу полного диапазона на АЦП для улучшения разрешения.

Сначала я просто использовал цифровой потенциометр AD, который во всех отношениях представлял собой обычный старый горшок, все указывало на то, что это был резистор с цифровым управлением положением стеклоочистителя. Ну, это не так. Внутренне это было реализовано с помощью каскада транзисторов, настроенных на постоянное сопротивление. Поначалу это звучит неплохо, но это означает, что резистор не может пропускать напряжение за пределами источников питания. Я реализовал это с 3,3 В и GND для 2-х шин, как мы использовали для цифрового ввода-вывода. Но в этой конфигурации резистор не мог пропускать ток с отрицательным напряжением, и он просто обрезал дно любого связанного с переменным током сигнала, проходящего через него.

Это было немного болезненно, поскольку это означало, что ему нужно было отключить аналоговые источники питания, но при этом иметь последовательные сигналы от цифровых частей схемы, подключенной к нему.

В любом случае, важно убедиться, что вы делаете все возможное и точно знаете, как выглядит сигнал, который должен пройти через переменный резистор, и что он будет работать, учитывая топологию конструкции резистора.

Я бы согласился с Endolith, что вы должны серьезно взглянуть на другие способы решения проблемы. Поскольку вы не описали схему, к которой пытаетесь добавить этот компонент, а тем более опубликовали схему или функцию переноса, которую вы пытаетесь достичь, я могу только догадываться, что существуют более эффективные способы решения проблемы.

Одна клемма вашего переменного резистора подключена к источнику питания? Это сделает многие подходы гораздо более осуществимыми. В случае соединения с землей, например, MOSFET N-типа, конденсатор, резистор и ШИМ, вероятно, будут достаточны для (относительно) медленно меняющейся емкости.

Ключом к созданию твердотельного переменного резистора является работа вашего транзистора в активной области, а не его насыщение. В любом случае, для вашего аудиоприложения требуется логарифмическая или частотная шкала взвешивания, так почему бы не включить некоторую обратную связь или мониторинг и не беспокоиться о небольшой нелинейности?

Один из подходов, который еще не упомянут, который применим в некоторых низкочастотных сценариях, хотя его следует использовать с осторожностью, заключается в том, чтобы признать, что резистор, который включается и выключается с помощью сигнала ШИМ, будет работать на частотах, которые значительно ниже частоты ШИМ. , вести себя примерно как резистор большего размера, сопротивление которого равно сопротивлению оригинала, деленному на коэффициент заполнения ШИМ. Таким образом, резистор 1 кОм при коэффициенте заполнения 5% будет вести себя примерно как резистор 20 кОм.

Самым большим недостатком этого подхода является то, что он часто будет вводить шум в систему на частоте ШИМ. Это может не быть проблемой, если компоненты, работающие с сигналом, могут отфильтровывать такой шум без помех или если они могут передавать его без искажений другим компонентам, которые могут. Перед использованием такой конструкции необходимо убедиться, что выполнено одно из вышеуказанных требований. Тот факт, что компонент имеет максимальную полезную частоту, не означает, что он будет чисто фильтровать вещи выше этой частоты. Например, многие усилители будут искажаться, если входной сигнал приведет к тому, что скорость нарастания выходного сигнала превысит их возможности. Если на усилитель подается смесь сигнала 1 кГц на 0 дБ и сигнала 1 МГц на -20 дБ (10% от напряжения оригинала), то частота нарастания выходного сигнала для компонента на 1 МГц будет в 100 раз выше, чем для компонента на 1 кГц. Это' Вполне возможно, что частота нарастания компонента 1 кГц будет в пределах возможностей усилителя, а компонента 1 МГц - нет; это, в свою очередь, может привести к сильному искажению части выходного сигнала в 1 кГц.