Resistor variável de estado sólido barato

Eu tenho um projeto de áudio analógico para o qual estou brincando e precisará de cerca de 150 resistores variáveis ​​de estado sólido. Eu pretendo controlá-las a partir de um microcontrolador para que um pote controlado digitalmente funcione, mas todos os que encontrei são muito caros (US $ 1,00 a US $ 1,50).

Meu plano original era usar algo como um MOSFET com um pequeno capacitor e outro transistor para manter a tensão no portão. Eu atualizaria as tensões de cada um por sua vez, através de um DAC e algum GPIO. No entanto, não encontrei nenhum transistor adequado para a minha aplicação (ou seja, algo que se comporte o suficiente como um resistor ideal).

Alguma ideia?

FWIW: o projeto é uma variante deste design de EQ (descontinuado): Projetando com o Equalizador Gráfico Controlado Digital LMC835 .

Se você quiser algo que se comporte mais como um resistor, use uma fotocélula e acenda-a com um LED de um PWM filtrado. Isso está agindo como um resistor variável de 2 terminais em vez de um pote de 3 terminais.

Você pode controlar todos os LEDs de um único microcontrolador usando algo como o TLC5940 , que possui 16 saídas de driver PWM LED, com brilho de cada programável em uma conexão serial. Você precisaria de 10 deles por US $ 1,84 cada para controlar 150 canais, embora o dobro disso se você precisar de dois resistores por canal (para simular um pote real).

Além disso, você olhou ICs com muitos potes dentro? $ 0,33 por pote é melhor que $ 1, por exemplo:

• DS3930 Potenciômetro não volátil hexadecimal com E / S e memória (US $ 1,95 a 1k)
• AD5206: Potenciômetro digital de 6 canais e 256 posições (preço 1000 pcs. US $ 1,94)

Você também pode procurar por ICs de amplificador de ganho programáveis ​​ou controlados por tensão, que podem substituir o op-amp e o pot:

• SSM2164: Amplificador de baixo custo controlado por tensão quádrupla - 4 canais por US $ 3,12
• MCP6S28: E / S trilho a trilho, PGA de baixo ganho - 8 canais por US $ 1,85

Quanto a um equalizador gráfico de vários canais controlado por computador, um DSP é uma opção mais barata. Por exemplo, TI , AKM e Analógico possuem processadores de sinal de áudio com ADCs e DACs integrados e GUIs fáceis de usar para fazer o EQ, embora você precise comprar a placa de desenvolvimento. :)

Você viu filtros e equalizadores de áudio controláveis ​​digitalmente ?

Que tal agora? MCP4011-4014

É $ 0,39 cada para 100QTY. Então, para 150 QTY, seria $ 58,50 + frete.

Um JFET pode ser configurado como um resistor variável, operando em sua região ôhmica. Funciona em muitos casos.

Aqui está o meu design über-bruto:

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

(Precisamos de um editor de esquemas: isso seria incrível.)

É um pouco complicado obtê-lo tendencioso (se é que é a palavra certa) na posição certa. Eu fiz um circuito oscilador variável com um antes. Também projetei um circuito de frequência PWM + variável (inversor de velocidade variável de frequência variável) para acionar um motor usando um amplificador operacional duplo e JFET.

isso é menos uma resposta e mais uma palavra de cautela ao usar vasos digitais ou dispositivos semelhantes.

Verifique com atenção o modo de operação real e não apenas a teoria ou circuito equivalente na folha de dados.

Há alguns anos, eu tinha um design que tinha várias entradas analógicas que foram projetadas para operar no nível da linha e do microfone. Como tal, houve um estágio diferencial de pré-amplificador usando um IC projetado para esse fim com ganho ajustável de 0 a 60dB. Precisávamos controlar o ganho definido digitalmente com um microcontrolador que foi configurado com um único resistor externo. O resistor estava no caminho do sinal e o AC estava acoplado (girado +/- ao redor do terra). Isso não foi mencionado na folha de dados do pré-amplificador e não era esperado, pois a saída do pré-amplificador foi referenciada à entrada ADC de um DSP. A saída oscilava em torno de 1,65V e sempre ficava acima do solo. Através do feedback do DSP, o sistema ajustou automaticamente o ganho do pré-amplificador para ficar muito próximo da entrada de faixa completa no ADC para melhorar a resolução.

No começo, acabei de usar um potenciômetro digital AD que parecia ser um pote antigo comum, tudo indicava que era um resistor com uma posição de limpador controlada digitalmente. Bem, não foi. Internamente, foi implementado com uma cascata de transistores configurados para apresentar uma resistência constante. Isso não parece ruim no começo, mas o que isso significa é que o resistor não conseguiu passar a tensão fora dos limites dos suprimentos da panela. Eu o implementei com 3.3V e GND para os 2 trilhos, pois é o que usamos para E / S digital. Mas nessa configuração, o resistor não podia passar a corrente com uma tensão negativa e apenas cortava a parte inferior de qualquer sinal acoplado CA passando por ele.

Isso foi um pouco trabalhoso, pois significava que precisava esgotar os suprimentos analógicos, mas ainda tinha sinais seriais das porções digitais do circuito conectado a ele.

De qualquer forma, o ponto é ter certeza de que você faz sua diligência e sabe exatamente como é o sinal que precisa passar pelo resistor variável e que funcionará devido à topologia do design do resistor.

Eu concordo com o endolito que você deveria procurar seriamente outras maneiras de resolver o problema. Como você não descreveu o circuito ao qual está tentando adicionar esse componente, muito menos publicou o esquema ou a função de transferência que está tentando obter, posso apenas supor que existem maneiras mais eficientes de resolver o problema.

Há um terminal do seu resistor variável conectado a uma fonte? Isso tornará muitas abordagens muito mais viáveis. No caso de uma conexão ao terra, por exemplo, um MOSFET do tipo N, um capacitor, um resistor e um PWM provavelmente serão suficientes para um pote (relativamente) de mudança lenta.

A chave para projetar um resistor variável de estado sólido está operando no seu transistor na região ativa, em vez de permitir que ele fique saturado. Seu aplicativo de áudio provavelmente requer uma escala logarítmica ou de ponderação de frequência, então por que não criar algum feedback ou monitoramento e não se preocupar com a leve não-linearidade?

Uma abordagem ainda não mencionada que é aplicável em alguns cenários de baixa frequência, embora deva ser usada com cautela, é reconhecer que um resistor que é ligado e desligado via sinal PWM o fará, em frequências muito inferiores à frequência PWM , se comportam aproximadamente como um resistor maior cuja resistência é a do original dividida pelo ciclo de trabalho PWM. Portanto, um resistor de 1K no ciclo de trabalho de 5% se comportará aproximadamente como um resistor de 20K.

A maior ressalva dessa abordagem é que ela geralmente injeta ruído no sistema na frequência PWM. Isso pode não ser um problema se os componentes que lidam com o sinal puderem filtrar esse ruído corretamente ou se puderem passar sem distorção para outros componentes que puderem. Antes de usar esse projeto, é necessário garantir que um dos requisitos acima seja atendido. O fato de um componente ter uma frequência útil máxima não implica que ele filtrará claramente coisas acima dessa frequência. Muitos amplificadores, por exemplo, distorcerão se o sinal de entrada fizer com que a taxa de rotação da saída exceda suas habilidades. Se um amplificador for alimentado com uma mistura de um sinal de 1KHz em 0DB e um sinal de 1MHz em -20DB (10% da tensão do original), a taxa de rotação de saída para o componente de 1MHz será 100 vezes a do componente de 1KHz. Isto' é inteiramente possível que a taxa de variação do componente de 1KHz esteja dentro das habilidades do amplificador, mas o componente de 1MHz não; isso, por sua vez, poderia causar distorções na parte de 1 KHz da saída.