廉价的固态可变电阻器

我有一个正在进行设计的模拟音频项目，它将需要约150个固态可变电阻器。我计划从一个微控制器控制这些，这样一个数字控制的锅就可以了，但是我发现的所有锅都太贵了（$ 1.00- $ 1.50）。

我最初的计划是使用带有小电容器的MOSFET和另一个晶体管来在栅极上保持电压。然后，我将依次通过DAC和GPIO更新每个电压。但是，我还没有找到任何适合我的应用的晶体管（例如，性能很理想的电阻器）。

有任何想法吗？

FWIW：该项目是此（已停产）EQ设计的变体：使用LMC835数字控制图形均衡器进行设计。

如果您想要某种性能更像电阻器的产品，则可以使用光电管，并使用经过滤波的PWM 的LED对其进行照明。不过，它只是一个2端子可变电阻器，而不是3端子电位器。

您可以使用TLC5940之类的东西通过单个微控制器控制所有LED，TLC5940具有16个PWM LED驱动器输出，每个亮度可通过串行连接进行编程。您需要其中的10个，每个价格为$ 1.84，才能控制150个通道，但是如果每个通道需要两个电阻（模拟一个实际电位计），则需要两倍的成本。

另外，您是否看过内部装有许多电位计的IC？例如，每锅$ 0.33优于$ 1，例如：

• DS3930具有I / O和存储器的六进制非易失性电位计（$ 1.95 @ 1k）
• AD5206：6通道，256位置数字电位计（价格1000个。$ 1.94）

您还可以研究压控或可编程增益放大器IC，它们可以代替运算放​​大器和电位器：

• SSM2164：低成本四路电压控制放大器 -4通道，现价$ 3.12
• MCP6S28：单端，轨至轨I / O，低增益PGA -8通道，现价$ 1.85

对于计算机控制的多通道图形均衡器，DSP是一种较便宜的选择。例如，TI，AKM和Analog具有内置的ADC和DAC的音频信号处理器，并且易于使用的GUI来制作EQ，尽管您需要购买开发板。:)

您是否看到过数字可控制的音频滤波器和均衡器？

这个怎么样？ MCP4011-4014

100QTY定价为$ 0.39。因此，如果数量为150，将是$ 58.50 +运费。

JFET可以配置为在其欧姆区域中工作的可变电阻器。它在许多情况下都有效。

这是我的über原始设计：

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

（我们需要一个原理图编辑器：太棒了。）

使它在正确的位置出现偏差（如果甚至是正确的词）会有些棘手。我以前用过一个可变振荡器电路。我还设计了一个可变PWM +频率电路（变频驱动器），用于使用双运放和JFET驱动电动机。

使用数字电位器或类似设备时，这不是一个答案，而是更多的警告。

确保仔细查看它们的实际工作模式，而不仅仅是数据手册中的理论或等效电路。

几年前，我曾进行过一项设计，该设计具有多个模拟输入，这些输入被设计为可同时在线路和麦克风级别工作。因此，有一个差分前置放大器级，使用为此目的设计的IC，其增益可调范围为0至60dB。我们需要用一个由单个外部电阻器设置的微控制器以数字方式控制增益设置。电阻器位于信号路径中，并且经过AC耦合（围绕地摆动+/-）。前置放大器的数据表中没有提到这一点，并且由于前置放大器的输出以DSP的ADC输入为参考，因此也没想到。输出摆在1.65V左右，并始终保持高于地面。通过DSP的反馈，系统自动调节了前置放大器的增益，使其非常接近ADC的全范围输入，从而提高了分辨率。

起初，我只是使用了一个AD数字电位器，该电位器在所有方面都看似是一个普通的旧电位器，一切都表明这是一个具有数字控制抽头位置的电阻。好吧，不是。在内部，它是通过级联的晶体管设置实现的，以呈现恒定的电阻。乍一听听起来不错，但这意味着电阻无法将电压传递到锅具电源范围之外。我用3.3V和GND的2个电源轨实现了它，这就是我们用于数字I / O的方式。但是在这种配置下，电阻器无法通过负电压通过电流，它只是将流经该电阻器的任何交流耦合信号切掉了底部。

这有点痛苦，因为这意味着它需要使用模拟电源，但仍然需要连接电路数字部分的串行信号。

无论如何，关键是要确保您进行了认真的调查，并且确切地知道需要通过可变电阻器的信号是什么样的，并且在电阻器设计的拓扑结构下它将正常工作。

我同意Endolith的观点，您应该认真考虑其他解决问题的方法。由于您没有描述要添加此组件的电路，更不用说要尝试实现的原理图或传递函数了，我只能猜测有解决问题的更有效方法。

可变电阻器的一个端子是否连接到电源？这将使许多方法更加可行。例如，在接地的情况下，一个（相对）缓慢变化的电位器就足以满足N型MOSFET，电容器，电阻器和PWM的需要。

设计固态可变电阻器的关键是在有源区的晶体管中工作，而不是使其饱和。无论如何，您的音频应用可能都需要对数或频率加权标度，那么为什么不构建一些反馈或监控功能，又不用担心轻微的非线性呢？

尽管必须谨慎使用，但尚未提及的一种适用于某些低频情况的方法是要认识到通过PWM信号接通和断开的电阻器的频率将远低于PWM频率。的性能大致类似于一个较大的电阻，其电阻是原始电阻的值除以PWM占空比。因此，占空比为5％的1K电阻器的行为大致类似于20K电阻器。

这种方法最大的警告是，它通常会以PWM频率将噪声注入系统。如果处理信号的组件可以干净地滤除此类噪声，或者它们可以将其通过而不会失真，则可能不会成为问题。在使用这种设计之前，必须确保满足上述要求之一。组件具有最大可用频率的事实并不意味着它将完全过滤掉高于该频率的东西。例如，如果输入信号导致输出压摆率超过其能力，许多放大器就会失真。如果给放大器提供0DB的1KHz信号和-20DB的1MHz信号（原始电压的10％）的混合信号，则1MHz分量的输出压摆率将是1KHz分量的100倍。它' 1KHz分量的压摆率完全可能在放大器的能力范围内，而1MHz分量的压摆率则完全不可能；进而可能导致输出的1KHz部分严重失真。