Résistance variable à semi-conducteurs bon marché

J'ai un projet audio analogique pour lequel je joue avec des conceptions et il aura besoin d'environ 150 résistances variables à semi-conducteurs. Je prévois de les contrôler à partir d'un micro contrôleur pour qu'un pot à commande numérique fonctionne, mais tous ceux que j'ai trouvés sont beaucoup trop chers (1,00 $ - 1,50 $).

Mon plan initial était d'utiliser quelque chose comme un MOSFET avec un petit condensateur et un autre transistor pour maintenir une tension sur la grille. Je mettrais ensuite à jour les tensions de chacun à son tour via un DAC et certains GPIO. Cependant, je n'ai pas trouvé de transistors adaptés à mon application (c'est-à-dire quelque chose qui se comporte assez comme une résistance idéale).

Des idées?

FWIW: le projet est une variante de cette conception d'égalisation (abandonnée): Conception avec l'égaliseur graphique à commande numérique LMC835 .

Si vous voulez quelque chose qui se comporte plus comme une résistance, vous pouvez utiliser une cellule photoélectrique et l'allumer avec une LED provenant d'un PWM filtré. Cela agit cependant comme une résistance variable à 2 bornes plutôt que comme un pot à 3 bornes.

Vous pouvez contrôler toutes les LED à partir d'un seul microcontrôleur en utilisant quelque chose comme le TLC5940 , qui a 16 sorties de pilote de LED PWM, avec une luminosité de chacune programmable sur une connexion série. Vous auriez besoin de 10 d'entre eux à 1,84 $ chacun pour contrôler 150 canaux, mais deux fois plus si vous avez besoin de deux résistances par canal (pour simuler un pot réel).

De plus, avez-vous regardé des circuits intégrés avec beaucoup de pots à l'intérieur? 0,33 $ par pot est meilleur que 1 $, par exemple:

• Potentiomètre non volatile hexagonal DS3930 avec E / S et mémoire (1,95 $ @ 1k)
• AD5206: Potentiomètre numérique à 6 canaux et 256 positions (prix 1000 pièces 1,94 $)

Vous pouvez également examiner les circuits intégrés d'amplificateur à gain contrôlé en tension ou programmable, qui pourraient remplacer à la fois un ampli opérationnel et un pot:

• SSM2164: Amplificateur contrôlé à quatre tensions à faible coût - 4 canaux pour 3,12 $
• MCP6S28: E / S rail à rail à extrémité unique, PGA à faible gain - 8 canaux pour 1,85 $

Comme pour un égaliseur graphique à plusieurs canaux contrôlé par ordinateur, un DSP est une option moins chère. Par exemple, TI , AKM et Analog ont des processeurs de signaux audio avec ADC et DAC intégrés, et des GUI faciles à utiliser pour créer l'égaliseur, bien que vous deviez acheter la carte de développement. :)

Avez-vous vu des filtres audio et égaliseurs contrôlables numériquement ?

Que dis-tu de ça? MCP4011-4014

C'est 0,39 $ chacun pour 100QTY. Donc, pour 150 QTÉ, ce serait 58,50 $ + expédition.

Un JFET peut être configuré comme une résistance variable, fonctionnant dans sa région ohmique. Cela fonctionne dans de nombreux cas.

Voici mon design über-brut:

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

(Nous avons besoin d'un éditeur de schémas: ce serait génial.)

C'est un peu difficile de le biaiser (si c'est même le bon mot) dans la bonne position. J'ai fait un circuit oscillateur variable avec un avant. J'ai également conçu un circuit PWM + fréquence variable (variateur de fréquence-vitesse variable) pour piloter un moteur à l'aide d'un double ampli-op et JFET.

c'est moins une réponse et plus un mot de prudence lors de l'utilisation de pots numériques ou d'appareils similaires.

Assurez-vous de regarder attentivement leur mode de fonctionnement réel et pas seulement la théorie ou le circuit équivalent dans la fiche technique.

Il y a quelques années, j'avais une conception qui avait plusieurs entrées analogiques conçues pour fonctionner à la fois au niveau de la ligne et du microphone. En tant que tel, il y avait un étage de préampli différentiel utilisant un circuit intégré conçu à cet effet avec un gain réglable de 0 à 60 dB. Nous devions contrôler le gain réglé numériquement avec un micro contrôleur qui était réglé avec une seule résistance externe. La résistance était dans le chemin du signal et couplée au courant alternatif (oscillait +/- autour de la masse). Cela n'était pas mentionné dans la fiche technique du préampli et n'était pas prévu car la sortie du préampli était référencée à l'entrée ADC d'un DSP. La sortie a oscillé autour de 1,65 V et est toujours restée au-dessus du sol. Grâce à la rétroaction du DSP, le système a automatiquement ajusté le gain du préampli pour se rapprocher très près de l'entrée pleine gamme sur l'ADC pour améliorer la résolution.

Au début, je viens d'utiliser un potentiomètre numérique AD qui semblait à tous égards être un vieux pot ordinaire, tout indiquait qu'il s'agissait d'une résistance avec une position d'essuie-glace à commande numérique. Et bien non. En interne, il a été mis en œuvre avec une cascade de transistors configurés pour présenter une résistance constante. Cela ne semble pas mauvais au début, mais cela signifie que la résistance ne pouvait pas faire passer la tension en dehors des limites de l'alimentation du pot. Je l'ai implémenté avec 3,3 V et GND pour les 2 rails car c'est ce que nous avons utilisé pour les E / S numériques. Mais dans cette configuration, la résistance ne pouvait pas faire passer le courant avec une tension négative et elle coupait simplement le bas de tout signal couplé en courant alternatif qui la traversait.

Cela a été un peu pénible car cela signifiait qu'il fallait faire fonctionner les alimentations analogiques, mais que des signaux série des parties numériques du circuit y étaient attachés.

Quoi qu'il en soit, assurez-vous de faire votre diligence et de savoir exactement à quoi ressemble le signal qui doit traverser la résistance variable et que cela fonctionnera compte tenu de la topologie de la conception de la résistance.

Je suis d'accord avec endolith que vous devriez sérieusement envisager d'autres moyens de résoudre le problème. Comme vous n'avez pas décrit le circuit auquel vous essayez d'ajouter ce composant, et encore moins publié le schéma ou la fonction de transfert que vous essayez de réaliser, je ne peux que deviner qu'il existe des moyens plus efficaces pour résoudre le problème.

Une borne de votre résistance variable est-elle connectée à une alimentation? Cela rendra de nombreuses approches beaucoup plus réalisables. Dans le cas d'une connexion à la terre, par exemple, un MOSFET de type N, un condensateur, une résistance et un PWM suffiront probablement pour un pot (relativement) à évolution lente.

La clé pour concevoir une résistance variable à semi-conducteurs fonctionne dans votre transistor dans la région active, plutôt que de le laisser devenir saturé. Votre application audio nécessite probablement une échelle logarithmique ou de pondération de fréquence, alors pourquoi ne pas intégrer des commentaires ou une surveillance, et ne pas vous inquiéter de la légère non-linéarité?

Une approche non encore mentionnée qui est applicable dans certains scénarios de basse fréquence, bien qu'elle doive être utilisée avec prudence, consiste à reconnaître qu'une résistance qui est activée et désactivée via le signal PWM le fera, à des fréquences bien inférieures à la fréquence PWM. , se comportent à peu près comme une résistance plus grande dont la résistance est celle de l'original divisée par le rapport cyclique PWM. Ainsi, une résistance 1K à un rapport cyclique de 5% se comportera à peu près comme une résistance 20K.

La plus grande mise en garde avec cette approche est qu'elle injectera souvent du bruit dans le système à la fréquence PWM. Cela peut ne pas être un problème si les composants qui traitent le signal peuvent filtrer ce bruit proprement, ou s'ils peuvent le transmettre sans distorsion aux autres composants qui le peuvent. Avant d'utiliser une telle conception, il faut s'assurer que l'une des exigences ci-dessus est remplie. Le fait qu'un composant ait une fréquence utile maximale n'implique pas qu'il filtrera proprement les choses au-dessus de cette fréquence. De nombreux amplificateurs, par exemple, se déforment si le signal d'entrée fait que la vitesse de balayage de sortie dépasse leurs capacités. Si un amplificateur reçoit un mélange d'un signal de 1 kHz à 0 dB et d'un signal de 1 MHz à -20 dB (10% de la tension de l'original), le taux de balayage de sortie pour le composant 1 MHz serait 100 fois supérieur à celui du composant 1 kHz. Il' s il est tout à fait possible que la vitesse de balayage du composant 1KHz soit bien dans les capacités de l'amplificateur, mais pas le composant 1MHz; cela pourrait à son tour provoquer une distorsion grave de la partie 1KHz de la sortie.