Czy ten pasywny nieodwracający obwód antylogowania zadziała?


13

Potencjometr po lewej stronie poniższego obwodu jest tak naprawdę wyjściem potencjometru cyfrowego zaprojektowanego do regulacji głośności audio, więc jego wyjścia są wewnętrznie skonfigurowane do oferowania 64 kroków logarytmicznych, od 0dB do -64db. Nie mogę tego zmienić. Teraz, jak się okazuje, muszę użyć wyjścia do sterowania wzmacniaczem audio, który ma wewnętrzny procesor DSP, który akceptuje 0-3.2 VDC do sterowania jego głośnością. Ten wzmacniacz pobiera obecnie napięcie z potencjometru liniowego, więc wewnętrznie wykonuje własną konwersję liniową na logarytmiczną. Tak więc użycie obwodu pokazanego bez diod, z tylko R11 i R12 używanymi jako prosty dzielnik napięcia do konwersji mojego 0-12 V na zakres 3,2 V, działa, ale odpowiedź jest mniejsza niż idealna. Ponieważ moc wyjściowa mojego potencjometru cyfrowego zwiększa napięcie w krokach co 1 dB, „kroki” stają się słyszalne na poziomie wyjściowym tego wzmacniacza, zwłaszcza gdy osiągane są wyższe poziomy głośności. Muszę więc przekonwertować kroki logarytmiczne na jakieś przybliżenie liniowe, co oznacza, że ​​potrzebuję funkcji anty-log.

Tak więc myślę o przybliżeniu krzywej antylogarytmicznej za pomocą kilku sieci diod, jak pokazano. Zasadniczo napięcie wyjściowe początkowo będzie podążać za napięciem wejściowym, ale następnie będzie rosło stopniowo wolniej w miarę D2, a następnie para D3-D4 zacznie przewodzić. Wydaje się, że działa wystarczająco dobrze, aby regulacja głośności brzmiała bardziej responsywnie, ale jakoś obwód wydaje mi się „hackowaniem”. Czy ktoś może zasugerować bardziej wymowne rozwiązanie, które nie wymaga ogromnej ilości dodatkowych części?wprowadź opis zdjęcia tutaj

Dodatek ... Po całym dniu prób i błędów z powyższym obwodem, zasilając go liniową rampą i porównując dane wejściowe z wyjściowe, zdecydowałem, że jest zbyt trudny do optymalizacji. Jeżeli maksymalne napięcie odniesienia (12 V powyżej) w ogóle się zmieni, zbyt wiele rezystorów musi się zmienić, aby powielić pożądaną odpowiedź. Ale pod wpływem kaprysu wpadłem na to. Szczerze mówiąc, nie mam pojęcia, czy naprawdę zbliżam się do odpowiedzi antylog (lub log) przy tej konfiguracji, ale bardzo łatwo było „dostroić” pożądaną odpowiedź, o ile maksymalne napięcie wejściowe odniesienia wynosiło co najmniej 2 lub 3X pożądanego wyjścia końcowego maks. Istotą jest to, że gdy wejściowy POT został wyregulowany wyżej, moc wyjściowa stopniowo odbiegałaby od mocy wejściowej, tak że zmiany na wejściu stopniowo miały mniejszy wpływ na moc wyjściową.

Nadal chętnie komentuję, dlaczego wydaje się, że to działa tak dobrze, czy rzeczywiście zbliżam się do nieodwracającej krzywej logu, której szukam, i czy można to zrobić prościej. Ale, jeśli ktoś ma podobny problem, wydaje się, że działa to BARDZO ładnie ... przynajmniej dla moich uszu!

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Kolejne uzupełnienie: na korzyść każdego, kto podąża za tym i potrzebuje podobnego obwodu, muszę wskazać, że LM324, mimo że jest powszechnym wyborem dla obwodów OP-AMP z pojedynczym zasilaniem, okazał się złym wyborem dla tego skądinąd dobrego obwód. Powodem jest to, że ten wzmacniacz OP jest oparty na wewnętrznych tranzystorach BJT, a więc tak naprawdę nie może „napędzać” żadnej mocy poniżej 0,6 V. W moim przypadku, chociaż nie potrzebowałem, aby krzywa reakcji LOG zaczęła się poniżej tego punktu, obwód nadal musiał wyprowadzić 0-3 woltów do istniejącego obwodu, który miał mały dodatni prąd polaryzacji, więc nie byłem w stanie wyreguluj moc wyjściową do zera, nawet jeśli uziemiłem końcowy wzmacniacz OP używany jako bufor). Prawdopodobnie zastąpię quad OP wzmacniacza czymś takim jak Texas Instruments TLC274, ponieważ będąc oparty na FET,


Miałem właśnie zamiar zredagować twoje pytanie, by powiedzieć „elegancki” zamiast „elokwentny”, ale chciałbym, aby ktoś stanął przed wyzwaniem, aby jego rozwiązanie było naprawdę elokwentne. ;-)
Asmyldof

LOL!!! Cóż, większość dobrych inżynierów jest kiepska w pisowni, więc mam nadzieję, że jestem w dobrym towarzystwie!
Randy,

Jestem zbyt leniwy, aby obliczyć konkretny problem, ale dla wszystkich matematyki na wzmacniaczach logarytmicznych / wykładniczych wykorzystujących wykładnicze właściwości tranzystora, możesz spojrzeć na to: electronics.dit.ie/staff/ypanarin/Lecture%20Notes/ DT021-4 /…
Asmyldof,

2
Ciąg diod z rezystorami rozsypanymi między nimi, tak jak masz, istnieje dość standardowe podejście, nie nazywaj tego hackem. Proste, tanie, łatwe do zdefiniowania prawo nieliniowe przez wybór rezydenta, czego nie lubić? (obwiniana klawiatura nie przeliteruje ressitor!)
Neil_UK,

1
Dzięki @PeterSmit. Widzę, że byłem zdezorientowany dlatego, że arkusz danych cyfrowego garnka, który jest moim źródłem, sprawiał wrażenie, jakby miał odpowiedź „LOG”, ponieważ każdy „krok” wynosił 1DB. Musiałem to uszanować, więc myślałem, że tworzę obwód antylogarytmiczny. Ale teraz, kiedy o tym myślę, to właśnie ta doniczka naprawdę ma odpowiedź antylogową, a mój wzmacniacz „log” jest w zasadzie potrzebny do przekształcenia go w liniowy. popełniłem błąd w tytule, ponieważ informacje w moim OP są mniej przydatne ze względu na mój niedokładny tytuł
Randy

Odpowiedzi:


2

Twoje 2 obwody (z dzielnikiem NPN i R) są dobrym przybliżeniem obwodu logarytmicznego. Wynika to z faktu, że gdy wejściowy opamp generuje napięcie znacznie powyżej 0,6 V, prąd w 4,7 k jest proporcjonalny do napięcia, a zatem V na NPN jest proporcjonalne do logarytmu tego prądu. 100k i 10k dają efekt mnożnika, więc w rzeczywistości twoja funkcja przenoszenia jest bliższa VOUT = K * 26mV ln (Iin / Is), gdzie Iin = (VIN-0,7) /4,7k. Trudno jest znaleźć „Is” bezpośrednio, ale jeśli zmierzysz (zgadnij) VBE przy 1 mA (powiedzmy 0,6 V), równanie można przepisać jako VOUT = K [26mV * ln (In) + 0,6], gdzie „In” jest w mA.

K to zysk z dzielnika R - przy „Contour” = 0, to 1; z „konturem” = 20 tys., to 3.

Zauważ, że obwód ten zmieni się w zależności od temperatury - jeśli NPN nagrzeje się (powiedzmy) o 30 stopni. C, co odpowiada około 10 dB redukcji głośności (podczas przechodzenia przez matematykę).


Dzięki. To dobre potwierdzenie, że pomysł jest rozsądny. A ponieważ przeszedłem na wzmacniacz OP TLV274, który jest oparty na FET i ma znacznie silniejsze możliwości obniżania, obwód działa znacznie bardziej przewidywalnie na poziomach pod napięciem.
Randy,
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.