Nota de aplicación 838 Utilice un potenciómetro lineal para crear una función de transferencia no lineal para el Control de volumen de audio

 

Resumen: Lineal potenciómetros digitales (ollas) se puede utilizar en aplicaciones no lineales, tales como el ajuste de control de volumen en aplicaciones de audio. En este artículo se describe cómo crear un "pseudologarithmic" potenciómetro digital de forma cónica (bote). Esto se logra mediante la simple adición de una sola resistencia hasta el final de la olla digitales cuando se configura como una resistencia variable.

Introducción

Para satisfacer las necesidades específicas de rango dinámico requisitos, muchas aplicaciones requieren circuitos que tienen una función de transferencia no lineal. De linealizar la respuesta de un elemento de circuito para proporcionar una salida logarítmica para controlar el volumen, esta función es útil en una variedad de aplicaciones de ingeniería. -Reducción lineal potenciómetros digitales (ollas) puede proporcionar la transferencia de funciones no lineales simples divisor de tensión en las configuraciones. Para los siguientes ejemplos, la versión 50kΩ del MAX5160 olla digitales se utiliza para describir este tipo de funciones de transferencia.

Generación de una función de transferencia lineal

Divisor de tensión típica configuraciones se muestran en la Figura 1a , 2a y 3a . Para cada uno de estos circuitos, se supone que V _INrepresenta una baja impedancia de voltaje fuente , y que V _salida representa un nodo de entrada de alta impedancia. Figura 1a muestra un simple divisor de voltaje con una función de transferencia de la V _salida = V _IN (R _B / R _POT ), donde R _POT = R _A + R _B . R _A y R _Brepresentan las resistencias de la V _IN para el limpiaparabrisas, y de los limpiaparabrisas a la tierra, respectivamente. Paso a paso el limpiador del fondo de la olla en la parte superior, con el V _IN en un nivel constante de 5V, genera una función de transferencia lineal. Esto se muestra en la gráfica lineal de respuesta en la Figura 1b. Un enlace a una hoja de cálculo Excel ® se proporciona al final de este artículo, para ayudarle a calcular V _salida frente a los datos de posición de toma. Figura 1. Lineales de respuesta (a) del circuito y la trama (b). Adición de una resistencia en serie al circuito (R1 en la figura 2a ) se obtiene un resultado completamente diferente. Ahora la función de transferencia de este circuito se parece más a una curva logarítmica y se caracteriza por la ecuación V _salida = V _IN (R _B / (R1 + R _B )). Al variar el valor de R1, que en este caso es 10 k, el "pseudologarithmic" función de transferencia puede ser personalizado para satisfacer las necesidades reales del circuito. Una gráfica de la función de transferencia se muestra en la Figura 2b . Un posible inconveniente de este circuito, en comparación con una olla de registro-Reducción digital, es que V _salida sólo puede enfoque del valor de la escala de V _IN . V _salida no puede llegar a V _IN . Por lo tanto, hay una cierta pérdida de rango dinámico de la salida, la magnitud de esa pérdida depende del valor elegido para R1. En una olla de registro-Reducción digital, sin embargo, limita la respuesta a las especificaciones que la marihuana en particular (1dB/step, 2dB/step, etc.) Hay ventajas y desventajas para ambas topologías, dependiendo de las especificaciones necesarias. Figura 2. Pseudologarithmic-respuesta (a) del circuito y la trama (b). Por último, el intercambio de las posiciones de R1 y el MAX5160 se obtiene el circuito que se muestra en la Figura 3a . Esta configuración altera la respuesta de la salida para formar más de una función inversa logarítmica. La función de transferencia para este circuito se le da como V_salida = V _IN (R1 / (R1 + R _B )) y se muestra en la Figura 3b . Como en el ejemplo anterior, el valor elegido para R1 afecta el rango dinámico de la salida. La salida de este circuito no se extiende a la barra de tierra. Figura 3. Pseudo-inversa logarítmica de la respuesta (a) del circuito y (b) diagrama. Para aplicaciones sencillas, como los ejemplos dados, la hoja de cálculo vinculada pueden ser manipuladas para cubrir una amplia gama de macetas digitales y los valores del circuito. Las ecuaciones en la hoja de cálculo no se incluyen ± 25% del MAX5160 de extremo a extremo de la resistencia a la tolerancia, pero se puede adaptar fácilmente para incluir, además de otros parámetros y ollas. Siga los pasos que se indican a continuación:

1. Después de abrir la hoja de cálculo, seleccione la pestaña en la parte inferior que se corresponde con el tipo de respuesta no lineal deseado (lineal, la respuesta de registro, oa la inversa-log de ​​respuesta). Introduzca el valor de V _IN en la celda A2.
2. Introduzca el valor de R1 en la celda B2.
3. Introduzca el valor de la resistencia de marihuana en la celda C2.
4. Escriba el número total de pasos necesarios para obtener la olla en la celda D2.
5. Copia de los valores encontrados en la fila 33 de las columnas E, F, G y H, y pegarlas en cada fila subsiguiente hasta que el número de pasos en la columna E es igual al número total de pasos que se indican en el bote (y entró en la celda D2) . En otras palabras, por un bote de 64 pasos, copiar el E33, F33, G33, H33 y los valores y pegarlos en todas las filas posteriores a través de la fila 65.
6. Para versiones anteriores de Excel, siga los pasos descritos en 6a. Si hay nuevas versiones de Excel, siga los pasos descritos en 6b.
   • Haga clic en el gráfico en la hoja de cálculo, y la palabra "Tabla" aparecerá en el menú de arriba de la barra de herramientas en la parte superior de la pantalla. Si una barra de herramientas por separado aparece en la pantalla, ciérrela. Haga clic en la opción "Gráfico" en la parte superior de la pantalla. En el menú desplegable, haga clic en "Origen de datos." Una nueva ventana aparecerá con el rango de datos de las celdas resaltadas. Ahora haga clic y arrastre el puntero hacia abajo la columna H (V _salida ) de la hoja de cálculo hasta que las células de interés se describen. Haga clic en Aceptar en la ventana de orígenes de datos. El gráfico representa ahora la nueva V _salida frente a los datos de posición de toma.
   • Si hay nuevas versiones de Excel, haga clic en el gráfico y seleccione Datos Seleccione el menú desplegable que aparece.Una ventana Seleccionar origen de datos se abre y un rango de datos de las células que se seleccionan. Haga clic y arrastre un cuadro sobre las células en la columna H (V _salida ), hasta que las células de interés seleccionado. La fórmula en la ventana Seleccionar origen de datos cambia automáticamente al hacer esto. Una vez que haya seleccionado las células correctas, haga clic en el botón OK en la ventana. El gráfico representa ahora la nueva V _salida frente a los datos de posición de toma.

Los ejemplos dados son genéricos en su alcance y no se han incluido varios parámetros, tales como la resistencia del limpiaparabrisas, cero y el error de escala completa, de extremo a extremo de la tolerancia a la resistencia y la temperatura de los coeficientes. Sin embargo, la hoja de cálculo puede ser modificado para incluir estas especificaciones. Excel es una marca registrada de Microsoft Corporation

 

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