Apa cara terbaik untuk merencanakan "lancip" sirkuit potensiometer?

Masalahnya adalah merancang kontrol gain / volume / pan / balance / crossfade / mix dengan "hukum" atau "lancip" yang mulus; tingkat perubahan volume suara saat Anda mengubahnya. (Digambarkan dalam Kehidupan Rahasia Panci dan Mengubah Hukum Panci , misalnya.)

Sangat mudah untuk membuat kontrol di mana gain berubah sangat sedikit di tengah dan kemudian naik di atas, misalnya, tetapi itu tidak baik.

Jadi saya ingin "menggambar" sirkuit dan kemudian plot gain / atenuasi sebagai fungsi posisi pot, baik dengan log atau pot linier, dan dapat memvariasikan nilai komponen dan dengan cepat melihat efeknya pada fungsi gain, di untuk mempercepat menemukan nilai tata letak / resistor optimal.

Saat ini saya melakukan salah satu dari yang berikut:

1. Simulasikan rangkaian di TINA-TI . Ini menyebalkan karena:
   • Panci hanya berbentuk lancip linier
   • Tidak ada cara yang saya tahu untuk merencanakan sesuatu sebagai fungsi posisi pot. Anda dapat mengatur pot sebagai objek kontrol dan memvariasikan posisi dalam langkah-langkah dari 0% hingga 100%, tetapi saya tidak tahu cara untuk merencanakan keuntungan. Saya hanya tahu Anda dapat memplot respons frekuensi di setiap posisi, membaca keuntungan dari plot respons frekuensi, dan meletakkannya dalam spreadsheet, yang sangat membosankan.
2. Hitung kurva dalam program matematika seperti wxMaxima atau Python dan plot. Ini menyebalkan karena:
   • Ini membutuhkan memasukkan persamaan gain dengan tangan, yang bisa membosankan dan rawan kesalahan untuk sirkuit tertentu. Anda tidak dapat mengetahui dengan melihat persamaan kompleks apakah benar atau tidak, dan memodifikasinya dengan menambahkan resistor secara paralel ke sirkuit yang ada adalah sulit.
   • Sekali lagi, merencanakan pot log lancip sulit. Anda harus memasukkan lancip sebagai fungsi terpisah yang mengumpan ke fungsi gain, dan itu masih tidak akan cocok dengan dunia nyata.

Ada ide lain?

Sebagai ilustrasi, inilah plot yang saya buat membandingkan pot linier, pot log lancip, dan pot linear dengan "pull-down resistor" untuk memperkirakan log lancip. Saya ingin sesuatu yang akan memetakan kurva kuning, untuk nilai yang berbeda dari resistor pull-down, jadi saya bisa membuatnya berperilaku sedekat mungkin dengan kurva lainnya, tanpa harus memasukkan persamaan secara manual. Tentu saja, aplikasi saya yang sebenarnya lebih kompleks, tetapi ini adalah contoh dari apa yang ingin saya lakukan.

(Disalin dari Bursa Elektronik )

Kedengarannya seperti model pot built-in yang Anda gunakan dalam simulator sirkuit Anda hanya memungkinkan Anda mengatur posisi pot sekali pada skema, dan kemudian posisi konstan selama simulasi.

The Potensiometer Model di eCircuit menunjukkan bagaimana membangun sebuah model yang bertindak seperti pot linear yang bergantian selama simulasi. Itulah tepatnya yang Anda butuhkan, bukan?

Model itu memiliki file bumbu yang menggunakan sumber linier piecewise (PWL) yang mengontrol posisi pot vs waktu.

* WIPER POSITION: 0V=CCW, 1V=CW
VPOS    20  0   PWL(0MS 0V   1000MS 1V)

Anda bisa menggunakan "voltase" VPOS sebagai koordinat X pada grafik Anda, mewakili posisi pot; atau mungkin lebih mudah untuk merencanakan X sebagai waktu dan memilih PWL yang secara linear mengubah pot sebanding dengan waktu.

Kemudian Anda menjalankan simulasi, dan plot tegangan keluaran vs waktu. Mungkin pipa dalam gelombang persegi pada frekuensi audio, dan plot tegangan output vs waktu; kemudian ketika melihat beberapa detik simulasi, Anda akan melihat massa yang solid (osilasi terlalu cepat juga melihat, lebih dari 1 siklus per lebar piksel) yang menunjukkan amplop bentuk gelombang output, dan Anda dapat menggunakan bagian atas atau bawah sebagai estimasi keuntungan.

Untuk mensimulasikan pot non-linear, Anda bisa (a) mengedit garis PWL untuk mengubah pot pada kecepatan non-linear, tetapi plot X sebagai waktu, sesuatu seperti:

* nonlinear turn
VPOS    20  0   EXP(TIME)
VPOS    20  0   LOG10(TIME)

Atau Anda dapat (b) membangun model pot non-linear, dan menjaga PWL memutar pot itu pada tingkat linier, menggunakan sesuatu seperti

EPOS  21 0 TABLE{V(20,0)} = (0 0.7) (1 7.0) (2 700) (3 7k) (4 70k)

Baik (a) dan (b) memberikan karakteristik resistensi-vs-waktu yang sama, bukan? Mudah-mudahan Anda dapat menemukan beberapa fungsi atau polinomial atau serangkaian poin untuk dimasukkan ke PWL atau TABLE yang memberikan perkiraan yang cukup dekat terhadap resistensi aktual pot nonlinear dunia nyata Anda.

Saya berasumsi Anda sudah memiliki perangkat lunak yang memungkinkan Anda menggambar skema rangkaian dan mensimulasikannya, yang juga menerima model SPICE. Jika tidak, saya cukup yakin ada sesuatu yang cocok dalam Daftar simulator sirkuit elektronik gratis .

EDIT:

Atau di daftar Chiphacker dari simulator SPICE freeware .

Untuk memplot penguatan sinyal AC sebagai fungsi posisi pot, pertama-tama jalankan simulasi transien (waktu). Kemudian plot output (tegangan pada kabel menuju ke speaker) vs waktu. (Atau Anda dapat memplotnya vs. "turn signal", V (20) dalam kode di atas). Anda mungkin memiliki opsi menu pull-down untuk melakukan ini; metode old-school adalah sesuatu seperti:

* WARNING: untested code
* ANALYSIS
.TRAN   5US  1000MS
*
* VIEW RESULTS
.PRINT  TRAN    V(1) V(2) V(20) V(77)
*
.PROBE
.END

Ini sangat mudah dilakukan di LTSpice (mungkin dapat diterjemahkan ke varian lain dari Spice juga, saya belum pernah mencoba), buka http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/files/%20Tut/Potentiometer / untuk mendapatkan file potentiometer_standard_test.asc. Ini akan memplot berbagai kurva seperti yang Anda inginkan.

Jadi apa yang telah saya lakukan:

1. Saya mengukur daya tahan pot-pot nyata dari kemiringan yang berbeda saat mengubahnya ke setiap detenasinya dan memasukkan semua pengukuran ke dalam lembar kerja. Ini cocok dengan kurva pabrikan dengan cukup baik, dengan segmen dengan laju yang berbeda-beda dan menunjukkan resistensi ujung, dll.
2. Saya menghitung rumus gain untuk rangkaian tertentu dan kemudian menerjemahkannya ke Excel (meletakkannya di kolom berbeda yang mereferensikan kolom untuk lancip tertentu) dan membuat grafik sehingga saya bisa memplot posisi gain vs pot saat mencoba sirkuit yang berbeda.

Ini tidak semudah menggambar rangkaian dalam GUI, tetapi ia bekerja, dan kurva yang serealistis mungkin.

Kedengarannya seperti Anda ingin melampirkan servo atau stepper ke pot dan menggunakan ADC untuk mengukur variabel dependen Anda, apakah itu respons dari sistem kontrol pot (amp, fader, equalizer, dll.) Atau hanya perlawanan dari penyeka ke salah satu ujungnya.