¿Funcionará este circuito anti-registro pasivo no inversor?


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El potenciómetro a la izquierda del circuito a continuación es en realidad la salida de un potenciómetro digital diseñado para el control de volumen de audio, por lo que sus salidas están configuradas internamente para ofrecer 64 pasos logarítmicos, de 0dB a -64db. No puedo cambiar eso. Ahora resulta que necesito usar la salida para controlar un amplificador de audio que tiene un procesador DSP interno, que acepta 0-3.2VDC para controlar su volumen de audio. Ese amplificador actualmente obtiene ese voltaje de un potenciómetro lineal, por lo que internamente está haciendo su propia conversión lineal a logarítmica. Entonces, utilizando el circuito que se muestra sin los diodos, con solo R11 y R12 utilizados como un simple divisor de voltaje para convertir mi 0-12V a un rango de 3.2V, funciona, pero la respuesta es menos que ideal. Como la salida de mi bote digital avanza el voltaje en pasos de 1 dB, los "pasos" llegar a ser audiblemente notable en el nivel de salida de ese amplificador, especialmente a medida que se alcanzan los volúmenes más altos. Entonces, lo que necesito hacer es convertir los pasos logarítmicos a una aproximación lineal, lo que significa que necesito una función anti-log.

Así que estoy pensando en aproximar una curva anti-registro con un par de redes de diodos como se muestra. Básicamente, el voltaje de salida inicialmente seguirá al voltaje de entrada, pero luego aumentará progresivamente más lentamente como D2, y luego el par D3-D4 comenzará a conducir. Parece que funciona lo suficientemente bien como para hacer que el control de volumen suene más receptivo, pero de alguna manera el circuito parece ser un "truco" para mí. ¿Alguien puede sugerir una solución más elocuente que no implique una gran cantidad de piezas adicionales?ingrese la descripción de la imagen aquí

Anexo ... Después de jugar a prueba y error con el circuito anterior todo el día, alimentarlo con una rampa lineal y comparar la entrada con la salida, decidí que era demasiado difícil de optimizar. Si el voltaje de referencia máximo (12 V en lo anterior) cambia, demasiadas resistencias tienen que cambiar para duplicar la respuesta deseada. Pero por capricho se me ocurrió esto. Sinceramente, no tengo idea de si realmente estoy aproximando una respuesta anti log (o log) con esta configuración, pero me resultó muy fácil "sintonizar" con la respuesta deseada, siempre que el voltaje de referencia de entrada máximo fuera al menos 2 o 3X la salida final deseada máx. La esencia es que, a medida que el POT de entrada se ajustó más alto, la salida se desviaría gradualmente de la entrada, por lo que los cambios de entrada tuvieron un efecto progresivamente menor en la salida.

Todavía me gustaría recibir comentarios sobre por qué esto parece estar funcionando tan bien, si realmente estoy aproximando la curva logarítmica no inversora que busco, y si podría hacerse de manera más simple. Pero en resumen, si alguien más se encuentra con un problema similar, esto parece funcionar MUY bien ... ¡al menos para mis oídos!

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Otro apéndice: para beneficio de cualquiera que siga esto y necesite un circuito similar, necesito señalar que el LM324, a pesar de ser una opción común para circuitos OP-AMP de suministro único, resultó ser una mala elección para esto, de lo contrario bueno circuito. La razón es que este amplificador operacional se basa en transistores BJT internos, por lo que realmente no puede "conducir" ninguna salida por debajo de 0,6 voltios. En mi caso, aunque no necesitaba la curva de respuesta LOG para comenzar por debajo de ese punto, el circuito aún necesitaba emitir 0-3 voltios en un circuito existente que tenía una pequeña corriente de polarización positiva, por lo que no pude ajustar la salida a cero, incluso si conecté a tierra el amplificador OP final utilizado como búfer). Por lo tanto, es probable que reemplace el amplificador operacional cuádruple con algo como el Texas Instruments TLC274, ya que al estar basado en FET,


Estaba a punto de editar su pregunta para decir "elegante" en lugar de su "elocuente", pero me gustaría ver a alguien asumir el desafío de hacer que su solución sea verdaderamente elocuente. ;-)
Asmyldof

Jajaja !!! Bueno, la mayoría de los buenos ingenieros son malos para deletrear, ¡así que espero que esté en buena compañía!
Randy

Soy demasiado vago para calcular su problema específico, pero para todas las matemáticas en amplificadores log / exponenciales que usan las propiedades exponenciales de un transistor, podría mirar esto: electrónica.dit.ie
Asmyldof

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Una serie de diodos con resistores esparcidos entre ellos como si hubiera un enfoque bastante estándar, no lo llames pirateo. Simple, barato, fácil de definir una ley no lineal por elección del residente, ¿qué no le gusta? (¡el teclado culpado no deletreará a ressitor!)
Neil_UK

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Gracias @PeterSmit. Veo que la razón por la que estaba confundido fue porque la hoja de datos para el bote digital, que es mi fuente, dio la impresión de que tenía una respuesta "LOG", porque cada 'paso' era 1DB. Necesitaba reverenciar eso, así que pensé que estaba creando un circuito anti-log. Pero ahora que lo pienso, es el bote el que realmente tiene la respuesta anti-log, y mi amplificador "log" es básicamente necesario para convertirlo a lineal. Es una lástima. Ir mal en el título, porque la información en mi OP es menos útil debido a mi título inexacto.
Randy

Respuestas:


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Su segundo circuito (con el divisor NPN y R) es una buena aproximación de un circuito de registro. Esto se debe a que cuando el opamp de entrada genera un voltaje sustancialmente superior a 0.6 V, la corriente en 4.7k es proporcional al voltaje, por lo que la V a través del NPN es proporcional al registro de esa corriente. Los 100k y 10k dan un efecto multiplicador, de modo que su función de transferencia está más cerca de VOUT = K * 26mV ln (Iin / Is), donde Iin = (VIN-0.7) /4.7k. 'Es' es difícil de encontrar directamente, pero si mide (adivina) VBE a 1 mA (digamos 0.6 V), la ecuación puede reescribirse como VOUT = K [26mV * ln (In) + 0.6], donde 'In' está en mA.

K es la ganancia de su divisor R - con 'Contour' = 0, es 1; con 'contorno' = 20k, es 3.

Tenga en cuenta que este circuito cambiará con la temperatura, si el NPN se calienta en (digamos) 30 grados. C, eso es equivalente a una reducción de volumen de aproximadamente 10 dB (cuando pasas por las matemáticas).


Gracias. Esa es una buena confirmación de que la idea es sólida. Y como cambié a un amplificador OP TLV274, que está basado en FET y tiene una capacidad de extracción mucho más fuerte, el circuito funciona de manera mucho más predecible a niveles de subvoltaje.
Randy
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