принцип действия. Как подключить переменный резистор? :: SYL.ru
Большое количество людей обращаются в радиомагазины, чтобы сделать что-то своими руками. Главная задача любителей собирать радиоприемники и схемы – это создавать полезные предметы, которые будут приносить пользу не только себе, но и окружающим. Переменный резистор помогает выполнить ремонт или создать прибор, который работает от электрической сети.
Основные свойства переменных резисторов
Когда человек имеет четкое представление об условных элементах графического отображения на схемах, тогда у него возникает проблема переноса чертежа в реальность. Требуется найти или приобрести отдельные компоненты уже готовой схемы. Сегодня есть большое количество магазинов, которые продают необходимые детали. Найти элементы можно и в старой поломанной радиоаппаратуре.
Переменный резистор должен присутствовать в любой схеме. Его находят в любых электронных устройствах. Эта конструкция представляет собой цилиндр, который включает в себя диаметральные противоположные выводы. Резистор создает ограничение поступления тока в цепи. В случае необходимости он будет выполнять сопротивление, которое можно измерить в омах. Переменный резистор обозначается на схеме в виде прямоугольника вместе с двумя черточками. Они расположены на противоположных сторонах внутри прямоугольника. Таким образом, человек обозначает на своей схеме мощность.
Аппаратура, которая имеется практически в каждом доме, включает в себя резисторы с определенным номиналом. Они располагаются по ряду Е24 и условно обозначают диапазон от единицы до десяти.
Разновидности резисторов
Сегодня существует большое количество резисторов, которые встречаются в современных бытовых электроприборах. Можно выделить следующие виды:
- Резистор металлический лакированный теплостойкий. Его можно встретить в ламповых приборах, которые имеют мощность не меньше чем 0,5 ватта. В советской аппаратуре можно отыскать такие резисторы, которые выпускали в начале 80-х годов. Они имеют разную мощность, которая напрямую зависит от размеров и габаритов радиоаппаратуры. Когда на схемах нет условного обозначения мощности, тогда разрешается использовать переменный резистор в 0,125 ватта.
- Водостойкие резисторы. В большинстве случаев их находят в ламповых электроприборах, которые производились в 1960 году. В черно-белом телевизоре и радиолах обязательно встречаются эти элементы. Их маркировка очень похожа на обозначение металлических резисторов. В зависимости от номинальной мощности они могут иметь разные размеры и габариты.
Сегодня широко используется общепринятая маркировка резисторов, которые разделены на разные цвета. Таким образом, можно быстро и легко определить номинал без использования пайки схемы. Благодаря цветовой маркировке можно значительно ускорить поиск необходимого резистора. Сейчас производством таких элементов для микросхем занимается большое количество зарубежных и отечественных фирм.
Основные характеристики и параметры переменного резистора
Можно выделить несколько главных параметров:
- Номинальное сопротивление.
- Предельные показатели рассеивания мощности.
- Температурные коэффициенты сопротивления.
- Допустимые значения отклонения сопротивления. Его вычисляют от номинальных значений. Когда изготавливаются такие резисторы, производители используют технологический разброс.
- Предельные показатели рабочего напряжения.
- Избыточный шум.
Во время проектирования представленных устройств используются конкретные характеристики. Эти параметры относятся к приборам, которые работают на высоких частотах:
- Паразитные емкости.
- Паразитная индуктивность.
Общепринятая классификация резисторов
Проволочный переменный резистор считается основным и главным элементом в любой электронной аппаратуре. Его применяют в качестве дискретного компонента или составной части к интегральной микросхеме. Он классифицируется по основным параметрам, таким как способ защиты, монтаж, характер изменения сопротивления или технология производства.
Классификация по общему использованию:
- Общего предназначения.
- Специального назначения. Они бывают высокоомные, высоковольтные, высокочастотные или прецизионные.
В зависимости от характера изменения сопротивления можно выделить следующие резисторы:
- Постоянные.
- Переменные, с возможностью регулировки.
- Подстроенные переменные.
Если брать во внимание способ защиты резисторов, то можно выделить следующие конструкции:
- С изоляцией.
- Без изоляции.
- Вакуумные.
- Герметизированные.
Подключение переменного резистора
Большое количество людей не знают, как подключить переменный резистор. Эти элементы зачастую имеют две схемы подключения. Сделать эту работу сможет человек, который хоть немного разбирается в электронике и имел дело с пайкой микросхем.
- Первый вариант подключения заключается в том, что верхний вывод необходимо подсоединить к основному источнику питания. Нижний припаивается к общему проводу. Специалисты называют его «земля». Стоит отметить, что средние выводы соединяются исключительно с управляющими элементами схемы. Это может быть база или главный затвор транзистора. В таком случае эти конструкции будут играть роль потенциометра.
- Существует и второй способ, который поможет узнать, как подключить переменный резистор. Верхние выводы необходимо подсоединять к основному источнику питания. Нижние концы конструкции припаиваются к проводу общего назначения, а средние соединяются с нижними или верхними выводами. Именно они способны подавать на управляющие элементы схемы необходимую мощность питания. Этот способ подключения заключается в том, что переменные резисторы будут играть немаловажную роль и регулировать поступающий ток.
Технология изготовления переменных резисторов
Существует классификация, которая зависит от технологии изготовления резисторов. Во время производственного процесса используются разные этапы и схемы. Сегодня можно выделить следующие конструкции:
- Проволочный переменный резистор. Подключение производится по простой технологии, которую сможет освоить даже начинающий специалист. Его наматывают из проволоки, где есть высокие показатели удельного сопротивления. При этом используется каркас. Эти конструкции имеют большую паразитную индуктивность. Чтобы значительно снизить этот показатель, нужно применять бифилярную намотку. Проволочные резисторы в некоторых случаях могут изготавливаться из прочного микропровода.
- Металлопленочные резисторы. Их еще принято называть композитными. В них имеется резистивный элемент, который представлен в виде тонкой пленки. Ее получают из металлических сплавов или композитных материалов. Такие конструкции обладают высокими показателями удельного сопротивления и низким коэффициентом термического сопротивления. Проволоку наносят на цилиндрические керамические сердечники. Сегодня именно этот тип элементов пользуется особенным спросом, поэтому люди чаще всего спрашивают композитный переменный резистор. Подключение выполняется любым из вышеописанных способов.
Особенности переменных резисторов в 10 кОм
Сегодня на радио рынках можно встретить большое количество элементов для составления схемы. Наиболее востребованным является переменный резистор 10 кОм. Он бывает переменным, проволочным или регулировочным. Основная его отличительная особенность – одинарная однооборотность. Этот тип резисторов предназначен для работы в электрической цепи, где есть постоянный или переменный ток.
Номинальные показатели мощности составляют 50 вольт, а сопротивление — 15 кОм. Эти элементы производились в середине восьмидесятых годов, поэтому сегодня их можно найти не только в специализированных магазинах, но также и в старых схемах радиоприемников. Переменный резистор 10 кОм имеет несколько функциональных и возможных аналогов.
Шум переменного резистора
Даже новые и надежные резисторы при высоком температурном режиме, который значительно выше абсолютного нуля, могут стать основным источником появления шума. Резистор переменный сдвоенный применяется в электрической цепи в микросхеме. О появлении шума стало известно из фундаментальной флуктуационно-диссипационной теоремы. Она известна под общепринятым названием «теорема Найквиста».
Если в схеме есть резистор переменный СП с большими показателями сопротивления, то человек будет наблюдать эффективное напряжение шума. Оно будет иметь прямую пропорциональность к корням из температурного режима.
Потенциометр и делитель напряжения | Класс робототехники
Потенциометр и делитель напряжения
В одном из предыдущих уроков, для ограничения тока через светодиод, мы использовали резисторы. Как было тогда отмечено, существует множество резисторов разного номинала и рассчитанных на разную мощность. Но оказывается, кроме обычных резисторов есть и элементы с изменяемым сопротивлением, называемые переменными резисторами.
Обычно, переменные резисторы делают в виде делителя напряжения, и такие элементы называются потенциометрами. Кстати, потенциометры часто называют реостатами, хотя это и не совсем так. Вот так выглядит типичный регулировочный потенциометр.
Для чего может быть полезен прибор с переменным сопротивлением? Если говорить о чисто переменном резисторе, то он бывает нужен в ситуациях, когда нам требуется регулировать ток в цепи. Возьмем всё тот же светодиод. Если в цепи светодиода мы поставим переменный резистор — потенциометр, скажем, на 20 кОм, то с помощью него мы сможем регулировать яркость свечения.
Соберем эту схему на плате и проверим в действии. В этом макете мы используем потенциометр на плате от RobotClass. К нему удобно подключать провода и втыкать его в макетную плату.
Крутим ручку потенциометра — светодиод светится ярче или тусклее. Кроме самого потенциометра в схеме также можно заметить обычный резистор. Зачем он нужен? Дело в том, что поворачивая ручку потенциометра мы можем менять его сопротивление в диапазоне от 20 кОм до нуля. Получается, что в крайнем положении без дополнительного защитного резистора через светодиод потечет слишком большой ток и он сгорит!
Конечно, мы можем не крутить ручку потенциометра до упора, но разве можно удержаться?:) Лучше поставим дополнительный резистор, который в крайнем положении ручки не даст светодиоду сгореть. Для случая с кроной, подойдет резистор на 1 кОм. Если будем питать схему от Arduino (то есть от 5 Вольт), то можно поставить 200 Ом.
Перед тем, как познакомиться с устройством потенциометра, рассмотрим один из базовых элементов электротехники — резистивный делитель напряжения. Делитель состоит из двух последовательно подключенных резисторов, которые называются верхним и нижним плечом.
Эта несложная схема делит (отсюда и название — делитель ) напряжение, приложенное к контактам на его входе на части пропорционально отношению сопротивлений R1 и R2. Вот так эту зависимость можно выразить формулой:
U1/U2 = R1/R2
В примере, ко входу цепи приложено напряжение 5 Вольт, а сопротивления резисторов делителя равны R1=10кОм и R2=15кОм. При таких условиях, делитель разбил напряжение на две части: V2=2В и V2=3В, соответственно.
А что, если мы захотим поделить напряжение на две равные части? Правильно! Подставим в схему резисторы с равным сопротивлением, например, R1=10кОм и R2=10кОм.
Важно знать, что сопротивление нагрузки на выходе делителя должно быть много больше сопротивлений R1 и R2. Соответственно, и ток, текущий через эту нагрузку должен быть много меньше тока на самом делителе. Именно по этой причине
Представим, что нам нужно питать ту же плату Ардуино Уно с несколькими светодиодами от аккумулятора с напряжением 12 Вольт. Для работы подобной схемы потребуется ток около 150 мА. Сопротивление такой нагрузки можно грубо посчитать как Rн = U/I = 5В/0,15А = 33,3Ом. Следовательно, сопротивление плечей делителя должно составлять десятые доли Ома и иметь мощность десятки Ватт. При таких параметрах делитель превращается в нагреватель, преобразующий в тепло огромное количество ценной энергии аккумулятора.
Рассмотрим простой пример. Часто при разработке мобильных устройств на основе микроконтроллера возникает задача измерения напряжения на питающем аккумуляторе. Предположим, что аккумулятор этот имеет напряжение 12 Вольт.
Соберем делитель напряжения, ко входу которого приложим напряжение аккумулятора, а выход подключим к аналоговому входу (АЦП) микроконтроллера. Максимальное напряжение, которое можно подать на АЦП той же Ардуино — 5 Вольт. Как правило входное сопротивление АЦП можно принять бесконечно большим — десятки МОм. .
Таким образом, имеет смысл использовать для делителя резисторы с сопротивлением десятки или сотни кОм. Теперь поделим 12В на две части: 7В и 5В. Подберем что-нибудь из стандартных номиналов, например: 68 кОм и 47 кОм. Такой делитель даст на выходе 4,9 Вольт — вполне подойдет для наших целей.
Наконец, если сложить вместе понятие переменного резистора и делителя напряжения — получим потенциометр! По сути, потенциометр — это делитель напряжения в плечах которого находятся переменные резисторы.
Внутри потенциометра находится дугообразная полоска резистивного материала (голубым цветом). К обоим краям этой пластины присоединены контакты А и Б. Номинальное сопротивление потенциометра (которое указано на маркировке) — это как раз сопротивление этой пластины, между контактами А и Б. Ручка потенциометра соединяется с третьим контактом — В, который с одной стороны скользит по поверхности пластины, разделяя её на две части А-В и В-Б.
Получается, что потенциометр — это самый настоящий делитель напряжения, в котором мы можем менять сопротивления плечей R1 и R2, просто поворачивая ручку.
Кстати, в задаче про измерение напряжения аккумулятора, мы могли использовать потенциометр с номиналом от 10 кОм до 100 кОм, предварительно настроив на нем правильное соотношение R1 и R2.
Итог
Потенциометр — это резистивный делитель напряжения с переменными резисторами. Обычно потенциометр применяют для настройки каких-либо параметров устройств, например, подключая его через АЦП к микроконтроллеру. Потенциометр не применяют для понижения питающего напряжения устройств.
Вконтакте
Правильное подключение потенциометра к Arduino. Аппаратная борьба с дребезгом контактов | Полезные схемы
И вроде все логично. И даже как-то работать оно будет! Вот только как? Для обучения сойдет, а дальше хоть трава не расти. Кстати, более ответственные авторы уроков рекомендуют между выходом потенциометра и входом ардуино устанавливать резистор на 100 ом, тогда схема выглядит вот так:
Схема подключения потенциометра к ардуино с защитным резистором
И это уже лучше, т.к. рекомендуется для защиты ардуино и продления ее жизни, на все используемые входы/выходы подключать резисторы на 100 Ом.
Но на практике этого оказывается не достаточно. Допустим, с помощью переменного резистора вы хотите вводить или точно устанавливать какие-то данные, но если вывести показания с аналогового входа в монитор порта, то вы увидите, что даже не прикасаясь к потенциометру значения постоянно меняются в небольших пределах и точно установить нужное значение не получается, хоть убей. Почему так? Во первых, для подключение потенциометра мы используем аналоговый вход, который прекрасно ловит помехи и наводки от чего угодно (начиная от источника питания, заканчивая любыми электроприборами, я уж не говорю про что-то более серьезное). Во вторых, есть такое понятие, как дребезг контактов, что тоже сказывается, но в меньшей мере на работу нашей схемы, как правило он проявляется когда мы крутим ручку потенциометра. И что теперь делать? как с этим бороться? Есть два пути:
- Программными средствами
- С помощью доработки схемы работы устройства
Первый способ труден и тернист, т.к. приходится разрабатывать десятки строк кода писать или изобретать программные фильтры, которые позволят достичь желаемого результата. Это требует много времени сил и познаний и не всегда это целесообразно. Есть второй и более простой вариант.
Это второй способ. Нам необходимо доработать схему нашего устройства добавив в нее резистор и конденсатор. Этакой RC фильтр, который позволит избавиться от описанных недостатков и позволит работать схеме стабильно. Для реализации схемы нам понадобится резистор на 10 кОм и конденсатор 0.1uF (номинал может несколько отличаться в большую сторону).В общем виде схема будет выглядеть следующим образом:
Для тех кто плохо воспринимает принципиальные электрические схемы, вот более наглядное представление:
Думаю все представлено наглядно и в комментариях не нуждается.
Где можно найти эти самые резисторы и конденсаторы? В любом радиомагазине. Номиналы элементов ходовые, так что такая рассыпуха всегда есть в наличии. Для тех кто любит тариться на Aliexpress вот ссылка на хороший магазин с быстрой доставкой Fantasy Electronics
Когда не помогает ЦАП. Цифровые потенциометры в деталях. Часть первая / Habr
Прогресс не обошёл стороной не только велосипед. Сегодня традиционные переменные и подстроечные резисторы в очень многих приложениях уступают место цифровым сопротивлениям. В англоязычных источниках их называют digital potentiometer, RDAC или digiPOT. Область применения этих устройств гораздо шире регулировки уровня звукового сигнала. В частности они приходят на помощь в очень многих случаях, когда требуется изменять параметры обратной связи, что трудно реализовать с помощью традиционных ЦАП.
Особенно эффективно их применение в связке с операционными усилителями. Так можно получить регулируемые усилительные каскады, преобразователи разного рода величин, фильтры, интеграторы, источники напряжения и тока и многое многое другое. Словом эти очень недорогие и компактные устройства могут быть полезными каждому разработчику электроники и радиолюбителю…
Изначально я хотел написать краткую статью, но в результате углубленного изучения темы материал с трудом уместился в две части. Сегодня я постараюсь рассказать об архитектуре данных устройств, их возможностях, ограничениях использования и тенденциях развития. В заключении вскользь затрону тему областей применения, поскольку конкретные примеры практической реализации схем на их основе будут рассмотрены во второй части. МНОГО примеров!
Лично я за последние пять лет с успехом применял цифровые сопротивления в нескольких своих разработках, надеюсь что данный цикл статей окажется полезным для многих и поможет вам решать многие задачи более изящно и просто, чем сегодня. Людям, далёким от разработки электроники данная статья может просто расширить кругозор, показав как эволюционируют под натиском цифровых технологий даже такие простейшие вещи, как переменные резисторы.
P.S.Так получилось, что уже вышла ещё одна статья из этой серии и в ней пример всего один, зато подробно разобранный. Для остальных обещанных примеров придётся писать третью.
Архитектура.
Для того, чтобы понять как работает данное устройство обратимся к функциональной схеме. На ней изображена аналоговая часть цифрового 8 битного сопротивления.
Основа прибора — 255 резисторов одинакового номинала и выполненные по технологии КМОП двунаправленные электронных ключи. Цифровое значение в интервале 0-255 записывается в регистр с которого подаётся на дешифратор. В зависимости от значения, сохранённого в регистре, срабатывает один из ключей, подключающий средний вывод W к выбранной точке в линейной матрице сопротивлений Rs. Ещё два ключа служат для подключения крайних выводов А и В. С их помощью прибор может переходить в неактивный режим.
Выводы А и В — аналоги крайних выводов переменного сопротивления, W — среднего вывода к которому у обычных переменных резисторов крепится движок.
Возможные схемы включения также аналогичны традиционным переменным сопротивлениям…
Рассмотрим как устанавливается требуемое сопротивление на примере 10 килоомного резистора. Для начала вычислим значение каждого из резисторов сборки, необходимых для формирования такого сопротивления Rs=10000/256=39,06 Oм. Допустим, мы пытаемся регулировать сопротивление между выводами W и B. Для получения нуля запишем это значение в управляющий регистр, но вместо желаемого нуля получим сопротивление в 100 Ом. Почему? Дело в том, что каждый из контактов прибора имеет своё внутреннее сопротивление и в рассматриваемом случае оно равно 50 Ом, поэтому и минимальное значение, которое можно получить с помощью данного потенциометра равно не нулю, а ста Омам — сопротивлению контактов W и B. Записав в регистр единицу получим 50+50+39=139 Ом.
В общем случае вычислить сопротивление между выводами W и B в зависимости от значения регистра D можно по формуле:
где:
- D — значение регистра от 0 до 255
- Rab — номинальное сопротивление
- Rw — сопротивление одного контакта
Нетрудно догадаться что сопротивление между выводами W и А вычисляется как
Интерфейсы подключения.
Рассмотрим теперь функциональную диаграмму всего устройства, имеющего интерфейс I2C.
Тут некоторые вопросы может вызвать только вывод AD0. Он предназначен для возможности применения в одном канале I2C одновременно двух потенциометров. В зависимости от того, находится ли на нём логический ноль или единица, меняется адрес устройства на шине I2C. Схема подключения двух микросхем на одну шину показана ниже.
Кроме интерфейса I2C, для управления данными приборами часто используется SPI интерфейс. В этом случае также существует возможность управления несколькими устройствами по одной шине. Для этого они объединяются в цепочку. Например так:
В данном режиме буферный регистр записи значений работает как сдвиговый. Каждый новый бит поступает на вход DIN и по стробу с SCLK записывается в его младший разряд. Одновременно бит старшего разряда выходит наружу через вывод SDO и переходит в следующий прибор в цепочке. После того, как записана информация во все устройства, поступает импульс стробирования SYNC, по которому новые значения регистров всех приборов входящих в цепочку перезаписывается из буферного в рабочий регистрор. Очевидный недостаток подобного решения — не существует способа записать информацию в отдельно взятый прибор. Для любого изменения значений требуется обновить содержание регистров во всей цепочке.
Для решения подобного рода проблем, а так же экономии конечной цены решения изготавливают микросхемы, включающие в свой состав два, четыре и даже 6 цифровых сопротивлений одновременно.
Рабочие напряжение и ток
Пожалуй, самым существенным недостатком первых разработок было ограниченное напряжение, допустимое на выводах. Оно не должно превышать напряжения питания которое могло лежать в диапазоне от 2.7 до 5.5В, а главное не могло уходить в отрицательную область, из-за чего применение микросхем ограничивалось устройствами с однополярным питанием. Первым делом инженеры решили проблему двуполярности. Так появились приборы, способные работать как от однополярного напряжения вплоть до 5,5 Вольт, так и поддерживающие режим двуполярного питания вплоть до ± 2.75В. Затем стали появляться версии с максимальным питанием ±5.5 и даже ±16,5(до 33 вольт однополярного у AD5291/5292). Конечно по этому параметру традиционные сопротивления до сих пор сильно выигрывают, но для подавляющего большинства схем и 33 вольт вполне достаточно.
Тем не менее, какое бы максимальное напряжение не поддерживал прибор, в случае если имеется возможность его выхода за пределы допустимого, следует применить хотя бы простейшую защиту с помощью диодов или супрессоров.
Ещё одной серьёзной проблемой является низкий максимальный рабочий ток цифровых сопротивлений, который обусловлен в первую очередь их малыми размерами. Без риска деградации с течением времени средний постоянный ток для большинства моделей не должен превышать 3 мА. В случае, если протекающий ток имеет импульсный характер, его максимальное значение может быть выше.
Борьба за точность. Технология управляемого хаоса
К сожалению, существующая технология изготовления допускает возможность отклонения сопротивления интегральных резисторов, применяемыx в цифровых сопротивлениях, вплоть до 20 процентов от номинала. Однако, внутри одной партии и тем более одного конкретного прибора разница сопротивлений не превышает 0.1%. Для того, чтобы повысить точность установки, производитель стал измерять сопротивление резисторов как минимум на каждой пластине и прописывать в энергонезависимую память каждой из микросхем не номинальное, а реальное сопротивление, которое получилось в ходе производства, с точностью до 0.01 процента. Подобный механизм позволяет в частности в микросхемах AD5229/5235 вычислить реальную точность установки сопротивления c погрешностью недостижимой даже в многооборотных подстроечных резисторах — 0.01 процент. Основываясь на этом можно скорректировать операцию декодирования цифрового кода в сопротивление. Предположим, что элементарное сопротивление имеет значение 100 Ом. Тогда, чтобы выставить сопротивление в 1K вы устанавливаете в цифровом регистре 10. Но если в реальном приборе сопротивления имеют отклонение от номинала в большую сторону и равны 110 Ом, то при уровне 10 вы получите 1,1K. Однако, считав реальное значение сопротивления микроконтроллер может пересчитать код и подаст в действительности на дешифратор вместо десяти код 9. Тогда мы получим в реальности 9*110= 990 Ом.
Кроме этого, AD запатентовала технологию калибровки значения сопротивлений с точностью 1%. К сожалению, я так и не смог найти информации каков её механизм работы.
Для увеличения дискретности установки сопротивления были разработаны приборы с 10 битным дешифратором, обеспечивающие 1024 шага регулировки. Дальнейшее увеличение этого параметра можно достичь используя последовательное или параллельное соединение двух цифровых сопротивлений с разным номиналом.
Температурная стабильность
Тут всё совсем не плохо. Применение резисторов, изготавливаемых по плёночным технологиям позволяет достичь уровня дрейфа не превышающего 35ppm/°C (0,0035%). Существуют приборы с термокомпенсацией, температурный дрейф которых находится на уровне 10ppm/°C. По этому параметру цифровые сопротивления превосходят многие движковые аналоги. Для приложений, в которых данный параметр не актуален, можно выбирать более дешёвые приборы с полупроводниковыми резисторами у которых дрейф находится на уровне 600 ppm/°C.
Рабочий температурный диапазон большинства приборов от ADI находится в пределах от -40°C до +125°C, что достаточно для подавляющего большинства приложений.
Ряд доступных сопротивлений.
Конечно, тут не наблюдается такого разнообразия как у традиционных движковых резисторов, тем не менее есть из чего выбрать. Таблица ниже иллюстрирует зависимость доступных сопротивлений от разрядности прибора.
Искажение сигнала
Основные искажения, сигнала вносимые цифровыми усилителями можно разделить на два класса.
- Гармонические искажения или на западный манер total harmonic distortion (THD).
Эти искажения возрастают с увеличением приложенного напряжения. Получить представление о их типичных значениях можно из следующей таблицы, составленной для микросхем AD9252…
В отдельных случаях этот вид искажений может возрастать до -60 dB
- Искажения вызванные нелинейностью АЧХ.
Контактные площадки, электронные ключи и сами элементарные сопротивления имеют конечную паразитную ёмкость. В результате цифровые сопротивления являются своеобразным фильтром ФНЧ и на высоких частотах их сопротивление сигналу увеличивается.
Влияние этого эффекта возрастает с увеличением сопротивления прибора. В таблице ниже показано на какой частоте наблюдается ослабление сигнала на 3 децибела для разных сопротивлений разных номиналов.
Для большей наглядности приведу ещё графики зависимости передачи сигнала от установленного уровня сопротивления для микросхем AD5291 с разными номиналами 20 и 100 килоом.
Таким образом, получается что чем выше номинал сопротивления, тем ниже его рабочая частота.
“Фишечки” эволюции
Производители пытаются сделать работу с прибором наиболее комфортной, изобретая разные приятные мелочи. В результате цифровые сопротивления обзавелись внутренней энергонезависимой памятью, как однократно, так и многократно программируемой.
Главное её предназначение — хранения начального значения сопротивления, которое автоматически устанавливается сразу после включения питания. Первые модели электронных резисторов устанавливались при подаче питания в среднее положение, потом появилась дополнительная ножка для сброса в ноль, затем уровень стало можно задавать с помощью записанного в память значения. В наиболее продвинутых моделях в память можно записать несколько предустановленных значений, между которыми потом пользователь может быстро переключаться нажатием кнопок.
Кстати о кнопках — в некоторых моделях добавили две кнопочки для пошагового увеличения / уменьшения сопротивления.
Кроме этого, появился интерфейс для подключения энкодеров.
Что бы ещё улучшить?
Можно пофантазировать в каком направлении будет развиваться прогресс в производстве цифровых сопротивлений.
Для достижения большей точности может измениться система коммутации.
Например, добавив в традиционную схему всего одно сопротивление в параллельном включении, ну хорошо, два. Ещё одно в верхнее плечо для симметрии — можно увеличить точность установки сопротивлений в два раза! Объединение же в одной корпусе двух приборов даст возможность увеличения дискретности и точности в несколько раз.
Введение в корпус простейшего микроконтроллера, управляющего дишифратором позволит на основе реального значения полученных сопротивлений создать программу переключения для установки сопротивления прибора с очень большой точностью — 0.1% и выше. Интегрировав в такие приборы датчик температуры можно ввести компенсацию для сохранения линейности в очень широком температурном диапазоне. Возможно появление аналогов частотнокомпенсированных сопротивлений для HiFi аппаратуры, которые будут представлять из себя несколько сопротивлений в одном корпусе. Одно из них будет использоваться для регулировки уровня громкости, а другие для частотной компенсации.
Области применения
Конкретные схемотехнические решения на основе цифровых сопротивлений я приведу в следующей части статьи, пока же просто рассмотрим области применения.
Конечно, прежде всего приходит на ум усилители с регулируемым коэффициентом усиления.
В результате повышения точности установки значений, стало возможным применение электронных сопротивления в схемах управления уровнем усиления инструментальных усилителей.
Автоматическое или программное изменение контрастности жидкокристаллического индикатора можно организовать с помощью электронного сопротивления номиналом 10 Килоом.
На основе цифровых сопротивлений легко реализовывать управляемые фильтры. Фильтры высоких порядков часто требуют по несколько задающих резисторов одинаковых номиналов. Это очень удобно реализовать с помощью приборов, содержащих несколько сопротивлений в одном корпусе, поскольку в этом случае мы получаем отличную повторяемость. На рисунке приведена упрощённая схема простейшего управляемого ФНЧ.
Логарифмический усилитель, со сравнительно высоким напряжением питания, на основе AD5292.
Программно управляемый стабилизатор напряжения.
Линейный ряд от ADI
В заключении приведу полную список доступных на сегодня электронных потенциометров от компании Analog Devices. При этом следует отметить, что подобные приборы выпускает далеко не только эта фирма. Например, MAXIM также давно делает неплохие микросхемы.
Для начала приборы, которые не поддерживают программирование пользователем.
В заключении программируемые приборы. При выбора конкретной модели стоит обращать внимание на то что они бывают как однократно программируемыми, так и поддерживающими репрограммирование. Причём большое количество циклов обеспечивают только микросхемы с памятью выполненной по технологии EEPROM.
На этом заканчиваю обзор. Следующая статья будет посвящена рассмотрению практических схем с применением цифровых сопротивлений.
P.S. Так получилось, что уже вышлаещё одна статья из этой серии и в ней пример всего один, зато подробно разобранный. Для остальных обещанных примеров придётся писать третью.
Как правильно подключить переменный резистор?
<img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/52a3473641354e0ee59b5665b17dc210_i-143.jpg» > А ты если я верно понял, просто в разрыв сигнального провода его врезал. Включи, как на рисунке. Слева — вход, справа — выход. Естественно, обозначения + и — на картинке — фейк )) В звуковых сигнальных цепях переменный ток. Просто лень плюсы и минусы закрашивать…
Там 3 контакта всего, нужно один на минус питания-крайний Средний-к входу усилителя 2-ой крайний-на источник звука
если у тебя у переменника подвижный контакт (относительно которого меняется сопротивление )посередине, то подключай один из крайних как общий (и к земле усилка, и к земле источника звука), средний контакт подключай на вход усилка, а второй крайний на выход источника сигнала. И будет тебе счастье!!
<img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/29942819_ee8ae0fb1d85b4983f577a2cb8de6a04_800.jpg» alt=»» data-lsrc=»//otvet.imgsmail.ru/download/29942819_ee8ae0fb1d85b4983f577a2cb8de6a04_120x120.jpg» data-big=»1″>
<img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/45320104_9d333a99fb5752112fd7ce5d332f2af0_800.jpg» alt=»» data-lsrc=»//otvet.imgsmail.ru/download/45320104_9d333a99fb5752112fd7ce5d332f2af0_120x120.jpg» data-big=»1″>
