这种无源同相抗对数电路能工作吗?


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下面电路左侧的电位器实际上是为音频音量控制设计的数字电位器的输出,因此其输出在内部配置为提供64个对数步进,范围从0dB到-64db。我无法改变。事实证明,现在我需要使用输出来控制具有内部DSP处理器的音频放大器,该处理器接受0-3.2VDC的电压来控制其音频音量。该放大器当前从线性电位计获得该电压,因此它在内部进行自己的线性至对数转换。因此,使用所示的不带二极管的电路,仅将R11和R12用作简单的分压器,即可将0-12V转换为3.2V范围,它可以工作,但响应效果不理想。由于我的数字电位计的输出以1 dB的步长推进电压,因此“步长” 在该放大器的输出电平中变得令人耳目一新,特别是当达到更高的音量时。所以我需要做的是将对数阶跃转换为线性近似值,这意味着我需要一个反对数函数。

因此,我正在考虑使用所示的两个二极管网络来近似反对数曲线。基本上,输出电压最初将跟随输入电压,但随后随着D2逐渐上升,然后D3-D4对开始导通。它似乎可以很好地工作,以使音量控制听起来更加灵敏,但是在某种程度上,电路似乎对我来说是一个“ hack”。谁能提出一个更雄辩的解决方案,而不涉及大量的其他部分?在此处输入图片说明

附录...经过上述电路的反复试验,整天给它提供线性斜坡并将输入与输出进行比较,我认为优化起来太困难了。如果最大参考电压(以上为12 V)发生变化,则必须改变太多的电阻以复制所需的响应。但是我一时兴起就想到了这一点。老实说,我不知道我是否真的用这种配置来近似反对数(或对数)响应,但是我发现只要最大输入参考电压至少为2,就很容易“调谐”到所需的响应。或所需最终输出最大值的3倍。要点是,随着将输入POT调整得更高,输出将逐渐偏离输入,因此输入变化对输出的影响逐渐减小。

我仍然欢迎评论为什么它看起来如此好用,是否确实逼近了我所追求的同相对数曲线,以及它是否可以简化。但最重要的是,如果还有其他人遇到类似的问题,这似乎确实非常有效……至少在我看来!

在此处输入图片说明

另一个附录:为了使所有需要类似电路的人受益,我需要指出LM324,尽管它是单电源OP-AMP电路的常见选择,但对于这种本来就好的电路来说,却是一个糟糕的选择电路。原因是,该运算放大器基于内部BJT晶体管,因此它实际上不能“驱动”任何低于0.6伏的输出。就我而言,即使我不需要LOG响应曲线在该点以下开始,该电路仍然需要向现有的具有小的正偏置电流的电路输出0-3伏特,因此我无法即使我将用作运算放大器的最终运算放大器接地,也可以将输出调低至零。因此,我很可能会用德州仪器(TI)的TLC274之类的产品来代替四通道运算放大器,因为基于FET,


我当时是在编辑您的问题时说“优雅”来代替您的“雄辩”,但我希望看到有人提出使他们的解决方案真正雄辩的挑战。;-)
Asmyldof

大声笑!!!好吧,大多数优秀的工程师在拼写上都很烂,所以希望我能在好的陪伴下!
兰迪2015年

我懒得通过您的特定问题进行计算,但是对于使用晶体管的指数特性的对数/指数放大器的所有数学计算,您可以看一下:electronics.dit.ie/staff/ypanarin/Lecture%20Notes/ DT021-4 /…
Asmyldof

2
就像您有一个非常标准的方法一样,在它们之间散布着整流二极管的二极管串,不要称其为hack。简单,便宜,易于通过求购者选择定义非线性定律,不喜欢什么?(指责的键盘不会拼写
监督者

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谢谢@PeterSmit。我看到我感到困惑的原因是因为作为数字源的数字电位计的数据表给人的印象是它有一个“ LOG”响应,因为每个“步骤”都是1DB。我以为我在设计一个反对数电路,但是现在我想到的是,这个电位器确实具有反对数响应,基本上需要我的“对数”放大器将其转换为线性。走在标题是错误的,因为在我的OP的信息是不太有用由于我的不准确的标题。
兰迪

Answers:


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您的第二个电路(带有NPN和R分压器)非常接近对数电路。这是因为当输入运算放大器产生的电压实质上高于0.6 V时,4.7k中的电流与电压成正比,因此NPN两端的V与该电流的对数成正比。100k和10k会产生倍增效果,因此,实际上,您的传递函数更接近VOUT = K * 26mV ln(Iin / Is),其中Iin =(VIN-0.7)/4.7k。很难直接找到“ Is”,但是如果以1 mA(例如0.6 V)测量(猜测)VBE,则可以将等式重写为VOUT = K [26mV * ln(In)+ 0.6],其中“ In”以毫安为单位。

K是您的R分频器的增益-“轮廓” = 0,为1;如果“轮廓” = 20k,则为3。

请注意,如果NPN加热(例如)30度,该电路将随温度变化。C,相当于减少了约10 dB的音量(当您进行数学运算时)。


谢谢。这很好地证明了这个想法是正确的。当我切换到基于FET且具有更强下拉能力的TLV274运算放大器时,该电路在亚伏特电平下的工作情况更容易预测。
兰迪2015年
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