¿Cuál es el equivalente automático de una resistencia variable?

Tengo un circuito que controla el volumen de un altavoz mediante una rueda que está unida a una resistencia variable. Quiero reproducir esto, pero en lugar de usar una resistencia variable operada manualmente, quiero usar ... algo más. Idealmente algo donde puede aplicar un voltaje para cambiar la resistencia de baja a alta.

He investigado un poco, pero creo que estoy perplejo por no saber lo que realmente estoy buscando.

Puedes usar un transistor para hacer esto. Aunque es menos común que los otros tipos, un JFET funciona de manera muy similar a una resistencia variable controlada por voltaje. Tendría que aplicar un voltaje analógico a la puerta para obtener una resistencia específica. Tendría que tener cuidado con el rango de este voltaje. El drenaje y la fuente actuarían como la resistencia efectiva de dos terminales. Incluso un mosfet tiene una región resistiva lineal, por lo que esta no es su única opción. También hay muchas otras opciones que estoy seguro mencionarán.

Hay algunas formas de hacerlo, cada una con sus propios problemas. Existen cosas como "potenciómetros digitales". Estos actúan como macetas con una gran cantidad de puntos de ajuste fijos, y el punto de ajuste particular a usar se controla mediante el envío de comandos digitales, como a través de SPI o IIC. Estos son bastante comunes y disponibles.

¿Por qué crees que quieres controlar el volumen desde un voltaje en lugar de desde un microcontrolador? ¿De dónde se originará la información de volumen deseada?

Un problema con las macetas digitales es que son lineales, y los controles de volumen deben ser logarítmicos para obtener un cambio de volumen constante aparente. Esto se puede emular usando un bote con una gran cantidad de toques y convirtiéndolo para iniciar sesión digitalmente. En ese caso, un micro con A / D recibe la señal de voltaje de volumen deseada, la convierte a una escala logarítmica y luego envía el valor resultante a un digi-pot.

Hace mucho tiempo, antes de que los microcontroladores fueran accesibles, hice un volumen controlado por voltaje una vez haciendo que el voltaje controlara dos LED opuestos. Cada LED estaba conectado ópticamente a un fotoresistor CdS. Los dos fotoresistores se usaron como un divisor de voltaje variable de luz. Por supuesto, el resultado es bastante no lineal en formas bastante impredecibles. Lo estaba usando en un circuito de retroalimentación para ajustar el tamaño de la señal de un oscilador, que de otro modo dependía inherentemente de la frecuencia. Con la retroalimentación, se volvió en gran medida independiente de la frecuencia. Este fue el mismo propósito para el que Bill Hewlett utilizó una bombilla en su famoso diseño de oscilador.

Hay una serie de enfoques. Los tres enfoques viables serían:

1. Use un dispositivo llamado "bote digital"; estos se comportan eléctricamente de manera muy similar a las ollas reales, siempre que los tres terminales permanezcan entre los rieles de voltaje. Tenga en cuenta que muchas ollas digitales tienen una resistencia al limpiaparabrisas bastante alta y una tolerancia de resistencia bastante mala, pero una muy buena coincidencia de resistencia; a menudo se usan en casos en los que son accionados por fuentes de baja impedancia, y se usan para alimentar entradas de alta impedancia, por lo que las características exactas de resistencia no importan.
2. Utilice un convertidor de escala digital a analógico que pueda aceptar la señal analógica como referencia. Un DAC de escala se comporta de manera similar a un bote digital que tiene un extremo vinculado a un terreno físico o virtual. El hecho de que un extremo esté "atado a tierra" puede simplificar los circuitos en comparación con un bote digital.
3. Use un convertidor de analógico a digital para convertir todas las señales entrantes en forma digital, luego proceselas digitalmente (haciendo cosas como escalarlas hacia arriba y hacia abajo multiplicando los números), y luego envíelas todas utilizando un convertidor de digital a analógico.
4. Si la señal se origina en forma digital (como con un reproductor de CD), realice el procesamiento incluyendo el ajuste de volumen digitalmente, como en el # 3 anterior, pero omita el ADC ya que la señal comienza en el dominio digital de todos modos.

Los cuatro enfoques se utilizan en varios dispositivos. Cuál es el mejor para su aplicación puede depender de muchos factores.

Apéndice

Otro enfoque que a veces puede ser útil es filtrar la señal que se emitirá para garantizar que no tiene componentes por encima de una determinada frecuencia, el ancho de pulso la modula a una frecuencia al menos dos veces más alta que la frecuencia más alta que pasa el filtro, y luego filtre nuevamente para eliminar los artefactos PWM. El requisito de doble filtrado puede limitar la fidelidad de audio que se puede lograr a través de este método, pero puede ser bastante simple de implementar de manera cruda.

Si las frecuencias que usará son relativamente bajas, puede usar un amplificador de transconductancia operacional como el LM13700 como una resistencia controlada por corriente; consulte la sección de aplicaciones de la hoja de datos . Entonces es sencillo construir una fuente de corriente controlada por voltaje lineal, y la combinación le dará su resistencia controlada por voltaje. También es posible construir fuentes de corriente que sean exponenciales en su respuesta a los voltajes aplicados, lo que puede ser útil si la aplicación va a ser para un control de volumen de audio.