Funktioniert diese passive, nicht invertierende Anti-Log-Schaltung?

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Das Potentiometer links neben dem Schaltkreis ist der Ausgang eines digitalen Potentiometers zur Lautstärkeregelung. Die Ausgänge sind intern so konfiguriert, dass 64 logarithmische Schritte von 0 dB bis -64 dB möglich sind. Das kann ich nicht ändern. Nun, wie sich herausstellt, muss ich den Ausgang verwenden, um einen Audioverstärker zu steuern, der einen internen DSP-Prozessor hat, der 0-3,2 VDC akzeptiert, um die Lautstärke zu regeln. Dieser Verstärker erhält derzeit diese Spannung von einem linearen Potentiometer, so dass er intern eine eigene Umwandlung von linear in log vornimmt. Wenn Sie also die Schaltung ohne Dioden verwenden und nur R11 und R12 als einfachen Spannungsteiler verwenden, um meine 0-12 V in einen 3,2 V-Bereich umzuwandeln, funktioniert dies, aber die Reaktion ist nicht optimal. Da der Ausgang meines digitalen Potis die Spannung in Schritten von 1 dB vorschiebt, werden die "Schritte" Dies macht sich im Ausgangspegel des Verstärkers hörbar bemerkbar, insbesondere, wenn höhere Lautstärken erreicht werden. Ich muss also die logarithmischen Schritte in eine lineare Näherung umwandeln, was bedeutet, dass ich eine Anti-Log-Funktion benötige.

Ich denke also daran, eine Anti-Log-Kurve mit ein paar Diodennetzwerken wie gezeigt anzunähern. Grundsätzlich folgt die Ausgangsspannung zunächst der Eingangsspannung, steigt dann aber mit D2 immer langsamer an und später beginnt das D3-D4-Paar zu leiten. Es scheint gut genug zu funktionieren, um den Lautstärkeregler ansprechender zu machen, aber irgendwie scheint mir die Schaltung nur ein "Hack" zu sein. Kann jemand eine eloquentere Lösung vorschlagen, bei der nicht viele zusätzliche Teile erforderlich sind?Bildbeschreibung hier eingeben

Nachtrag ... Nachdem ich den ganzen Tag lang mit der obigen Schaltung herumgespielt, sie mit einer linearen Rampe gespeist und die Eingabe mit der Ausgabe verglichen hatte, stellte ich fest, dass die Optimierung zu schwierig war. Sollte sich die maximale Referenzspannung (oben 12 V) ändern, müssen zu viele Widerstände geändert werden, um die gewünschte Reaktion zu duplizieren. Aber aus einer Laune heraus habe ich mir das ausgedacht. Ich habe ehrlich gesagt keine Ahnung, ob ich mit dieser Konfiguration wirklich eine Anti-Log- (oder Log-) Antwort annähere, aber ich fand es sehr einfach, eine gewünschte Antwort "abzustimmen", solange die maximale Eingangsreferenzspannung mindestens 2 betrug oder 3X die gewünschte Endleistung max. Das Wesentliche ist, dass der Output allmählich vom Input abweicht, wenn der Input-POT höher eingestellt wird, so dass Input-Änderungen den Output zunehmend weniger beeinflussen.

Ich freue mich immer noch über Kommentare, warum dies so gut zu funktionieren scheint, ob ich tatsächlich die nicht invertierende Log-Kurve annähere, die ich anstrebe, und ob es einfacher sein könnte. Aber unter dem Strich, wenn jemand anderes auf ein ähnliches Problem stößt, scheint dies SEHR gut zu funktionieren ... zumindest für meine Ohren!

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Noch ein Nachtrag: Zum Nutzen aller, die eine ähnliche Schaltung benötigen, muss ich darauf hinweisen, dass der LM324, obwohl er eine häufige Wahl für OP-AMP-Stromkreise mit Einzelversorgung ist, sich als schlechte Wahl für diese ansonsten gute herausgestellt hat Schaltkreis. Der Grund dafür ist, dass dieser Operationsverstärker auf internen BJT-Transistoren basiert und daher keinen Ausgang unter 0,6 Volt "ansteuern" kann. In meinem Fall musste die Schaltung, obwohl ich die LOG-Antwortkurve nicht benötigte, um unter diesem Punkt zu starten, immer noch 0-3 Volt an eine vorhandene Schaltung abgeben, die einen kleinen positiven Vorstrom hatte, und so war ich nicht in der Lage Stellen Sie den Ausgang auf Null ein, auch wenn ich den letzten als Puffer verwendeten Operationsverstärker geerdet habe. Also werde ich wahrscheinlich den Quad-Operationsverstärker durch so etwas wie den Texas Instruments TLC274 ersetzen, weil er auf FET basiert.

Geil
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Ich war gerade dabei, Ihre Frage dahingehend zu bearbeiten, dass Sie anstelle Ihrer "beredten" "elegant" sagten, aber ich würde gerne sehen, dass sich jemand der Herausforderung stellt, seine Lösung wirklich beredt zu machen. ;-)
Asmyldof
LOL !!! Nun, die meisten guten Ingenieure sprechen schlecht, also bin ich hoffentlich in guter Gesellschaft!
Randy
Ich bin zu faul, um Ihr spezielles Problem zu berechnen, aber für alle Berechnungen zu logarithmischen / exponentiellen Verstärkern, die die exponentiellen Eigenschaften eines Transistors verwenden, können Sie dies nachlesen: electronics.dit.ie/staff/ypanarin/Lecture%20Notes/ DT021-4 /…
Asmyldof
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Eine Reihe von Dioden mit zwischen ihnen gesprenkelten Kondensatoren, wie Sie es haben, ist ein ziemlich normaler Ansatz, nennen Sie es keinen Hack. Einfach, billig, einfach, ein nichtlineares Gesetz durch die Wahl des Betreibers zu definieren. Was ist nicht zu mögen? (Schuld Tastatur wird nicht ressitor buchstabieren!)
Neil_UK
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Danke @PeterSmit. Ich sehe, dass ich verwirrt war, weil das Datenblatt für den digitalen Topf, der meine Quelle ist, den Eindruck erweckte, dass er eine "LOG" -Reaktion hatte, weil jeder "Schritt" 1DB lautete Ich dachte, ich baue eine Anti-Log-Schaltung, aber jetzt, wo ich darüber nachdenke, ist es der Pot, der wirklich die Anti-Log-Reaktion hat, und mein "Log" -Verstärker wird im Grunde genommen benötigt, um ihn in linear umzuwandeln Gehen Sie so falsch im Titel, weil die Informationen in meinem OP aufgrund meines ungenauen Titels weniger nützlich sind.
Randy

Antworten:

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Ihre 2. Schaltung (mit dem NPN- und R-Teiler) ist eine gute Annäherung an eine logarithmische Schaltung. Dies liegt daran, dass, wenn der Eingangsverstärker eine Spannung erzeugt, die wesentlich über 0,6 V liegt, der Strom in 4,7 k proportional zur Spannung ist und daher das V über der NPN proportional zum logarithmischen Wert dieses Stroms ist. Die 100k und 10k ergeben einen Multiplikatoreffekt, sodass Ihre Übertragungsfunktion näher an VOUT = K * 26mV in (Iin / Is) liegt, wobei Iin = (VIN-0,7) / 4,7k. 'Is' ist schwer direkt zu finden, aber wenn Sie VBE bei 1 mA messen (raten) (sagen wir 0,6 V), kann die Gleichung wie folgt umgeschrieben werden: VOUT = K [26mV * ln (In) + 0,6], wobei 'In' ist in mA.

K ist der Gewinn von Ihrem R-Teiler - mit 'Contour' = 0 ist es 1; mit 'contour' = 20k ist es 3.

Beachten Sie, dass dieser Kreislauf die Temperatur ändert - wenn sich der NPN um (sagen wir) 30 Grad erwärmt. C, das entspricht einer Reduzierung der Lautstärke um ca. 10 dB (wenn Sie rechnen).

jp314
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Vielen Dank. Das ist eine gute Bestätigung, dass die Idee solide ist. Und da ich zu einem TLV274-Operationsverstärker gewechselt habe, der FET-basiert ist und eine viel stärkere Pulldown-Fähigkeit aufweist, arbeitet die Schaltung bei Subvolt-Pegeln viel vorhersehbarer.
Randy