Qual é o equivalente automático de um resistor variável?

Eu tenho um circuito que controla o volume em um alto-falante por uma roda que está conectada a um resistor variável - eu quero reproduzir isso, mas em vez de usar um resistor variável operado manualmente, quero usar ... outra coisa em vez disso - Idealmente algo onde você pode aplicar uma tensão para alterar a resistência de baixa para alta.

Eu fiz uma pequena pesquisa, mas acho que estou sendo perplexo por não saber o que estou realmente procurando.

Você pode usar um transistor para fazer isso. Embora menos comum que os outros tipos, um JFET funciona como uma resistência variável controlada por tensão. Você precisaria aplicar uma tensão analógica no portão para obter uma resistência específica. Você teria que ter cuidado com a faixa dessa tensão. O dreno e a fonte atuariam como o resistor efetivo de dois terminais. Mesmo um mosfet tem uma região resistiva linear, então essa não é sua única opção. Também existem muitas outras opções que, com certeza, serão mencionadas.

Existem algumas maneiras de fazer isso, cada uma com seus próprios problemas. Existem coisas como "potenciômetros digitais". Eles agem como potes com um grande número de pontos de ajuste fixos, e o ponto de ajuste específico a ser usado é controlado pelo envio de comandos digitais, como sobre SPI ou IIC. Estes são bastante comuns e disponíveis.

Por que você acha que deseja controlar o volume de uma tensão em vez de um microcontrolador? De onde virão as informações de volume desejadas?

Um problema com os potes digitais é que eles são lineares e os controles de volume precisam ser logarítmicos para obter uma aparente mudança constante de volume. Isso pode ser emulado usando um pote com um grande número de torneiras e convertendo para registrar digitalmente. Nesse caso, você teria um micro com A / D para receber o sinal de tensão de volume desejado, convertê-lo em uma escala logarítmica e enviar o valor resultante para um digi-pot.

Há muito tempo, antes dos microcontroladores serem acessíveis, eu fiz um volume controlado por voltagem uma vez, tendo o controle de voltagem dois LEDs opostos. Cada LED foi conectado opticamente a um fotorresistor CdS. Os dois fotorresistores foram utilizados como um divisor de tensão variável de luz. É claro que o resultado é bastante não linear de maneiras bastante imprevisíveis. Eu o estava usando em um loop de feedback para ajustar o tamanho do sinal de um oscilador, que de outra forma dependia inerentemente da frequência. Com o feedback, tornou-se amplamente independente da frequência. Esse foi o mesmo objetivo em que Bill Hewlett usou uma lâmpada em seu famoso design de oscilador.

Existem várias abordagens. As três abordagens viáveis ​​seriam:

1. Use um dispositivo chamado "pote digital"; eles se comportam eletricamente como potes reais, desde que todos os três terminais permaneçam entre os trilhos de tensão. Observe que muitos potes digitais têm uma resistência ao limpador bastante alta e uma tolerância de resistência bastante baixa, mas uma boa correspondência de resistência; eles são frequentemente usados ​​nos casos em que são acionados por fontes de baixa impedância e são usados ​​para alimentar entradas de alta impedância, para que as características exatas da resistência não importem.
2. Use um conversor digital-analógico em escala que aceite o sinal analógico como referência. Um DAC de escala se comporta como um pote digital que tem uma extremidade ligada ao terreno físico ou virtual. O fato de uma extremidade estar "ligada ao terra" pode simplificar o circuito comparado a um pote digital.
3. Use um conversor de analógico para digital para converter todos os sinais recebidos em formato digital, depois processe-os digitalmente (fazendo coisas como escalá-los para cima e para baixo multiplicando os números) e, em seguida, envie todos eles usando um conversor de digital para analógico.
4. Se o sinal se originar na forma digital (como em um CD player), faça o processamento incluindo o ajuste de volume digitalmente, como no item 3 acima, mas pule o ADC, pois o sinal é iniciado no domínio digital de qualquer maneira.

Todas as quatro abordagens são usadas em vários dispositivos. O melhor para sua aplicação pode depender de muitos fatores.

Termo aditivo

Outra abordagem que às vezes pode ser útil é filtrar o sinal a ser emitido para garantir que ele não tenha componentes acima de uma determinada frequência, modulá-lo na largura de pulso a uma frequência pelo menos duas vezes maior que a frequência mais alta passada pelo filtro e, em seguida, filtre-o novamente para remover os artefatos do PWM. O requisito para filtragem dupla pode limitar a fidelidade de áudio que pode ser alcançada por esse método, mas pode ser bastante simples de implementar de forma grosseira.

Se as frequências que você estiver usando forem relativamente baixas, você poderá usar um amplificador de transcondutância operacional como o LM13700 como um resistor controlado por corrente - consulte a seção de aplicativos da folha de dados . É fácil construir uma fonte de corrente linear controlada por tensão, e a combinação fornecerá seu resistor controlado por tensão. Também é possível construir fontes de corrente exponenciais em resposta às tensões aplicadas, o que pode ser útil se o aplicativo for para um controle de volume de áudio.