Formel für den logarithmischen Pot (Audio Taper)

Was ich möchte

Ich versuche, die Formel für einen Audio Taper (logarithmisch) zu bestimmen ) pot.

Ich hätte gerne eine Formel, die R und P als Eingaben verwendet. R ist der Gesamtwiderstand und P ist der „Prozentsatz an“, dh in Satz [0, 100], und ergibt den Widerstand zwischen dem mittleren Anschluss und einem der äußeren Anschlüsse.

Kann jemand a bereitstellen rein mathematische Antwort, keine Nachschlagetabelle oder so.

Hintergrundgeschichte

Ich versuche, Frequenzbereiche für einen 555-Timing-Chip im astabilen Modus zu zeichnen.

Wieder suche ich nach der Formel, nicht nach dem Plotten oder einem Nachschlagediagramm. Nur Mathe! 🙂

Zusätzliche Gedanken …

Ich habe gedacht, dass es das sein könnte. Ich suche nach einer Zahl, die auf 10 erhöht wird (die Anzahl der gewünschten Grad), die meinem Gesamtwiderstand entspricht.

Wenn ich die Widerstände in Intervallen von 10% ermitteln möchte, lautet die Formel:

X ^ 10 = R, löse nach x: 10. Wurzel von R … was bedeutet, dass …

Der Widerstand bei 40% wäre (10. Wurzel von R) ^ 4, kann Jemand bestätigt dies?

— Update: Ich habe die obige Formel getestet und sie sieht wie in der Grafik aus …

Kommentare

  • Beachten Sie, dass die meisten Audio-Taper-Töpfe NICHT ein echter Log-Taper sind! Im Allgemeinen ist ein Audio-Poti so ausgelegt, dass der 50% -Drehpunkt 20 dB nach unten liegt (Ausgang ist 1/10 des Eingangs). Die Verjüngung zwischen den Endpunkten und diesem 50% -Drehpunkt kann mehrere verschiedene Verjüngungen aufweisen, aber die meisten versuchen, etwas logarithmisch zu sein. Das operative Wort lautet “ Versuch „. Es sind echte Log-Töpfe verfügbar – diese sind in der Regel erheblich teurer als Audio-Taper-Töpfe.

Antwort

Obwohl diese Frage beantwortet wurde, wollte ich nur etwas für diejenigen hinzufügen, die ein ideales logarithmisches Potentiometergesetz für die Simulation suchen. Eine Abbildung vom linearen Gesetz zum logarithmischen Gesetz kann in der allgemeinen Form gefunden werden:

$$ y = a \ b ^ {x} + c $$

Lassen Sie diese Gleichungsfunktion definieren eine Zuordnung von \ $ 0 \ leq x \ leq1 \ $ zu \ $ 0 \ leq y \ leq 1 \ $, wobei \ $ a \ $, \ $ b \ $ und \ $ c \ $ freie Parameter sind, die an die gewünschten Kurven angepasst werden können .

Dies ist eine Gleichung mit drei freien Parametern, sodass wir drei Einschränkungen auswählen können, um die Parameterwerte abzuleiten. Für ein ideales Potentiometer sollte der Ausgang keinen Widerstand haben, wenn der Wischer bis zum Minimum reicht. Daher ist \ $ y = 0 \ $, wenn \ $ x = 0 \ $, und somit $$ 0 = a + c , \ quad c = -a $$ Nun haben wir also die Gleichung: $$ y = ab ^ x – a. $$ Unser zweites Ziel ist es, maximalen Widerstand zu haben, wenn der Scheibenwischer bis zum Maximum ist, dh \ $ y = 1 \ $ wenn \ $ x = 1 \ $, also $$ 1 = ab – a = a (b-1), \ quad a = \ frac {1} {b-1}. $$

Schließlich können wir einen Mittelpunkt auswählen, durch den die Kurve verlaufen soll, den ich als benutzerdefinierbar als \ $ y = y_m \ $ belassen werde, wenn \ $ x = 0,5 \ $. Dies gibt uns $$ y_m = a (\ sqrt {b} – 1) = \ frac {\ sqrt {b} – 1} {b – 1} = \ frac {1} {\ sqrt {b} +1} $ $ und schließlich $$ b = \ left (\ frac {1} {y_m} – 1 \ right) ^ 2 $$

Dies gibt uns ein parametrisches logarithmisches Potentiometergesetz, das den Kurvenbetrag ändern kann. Denken Sie daran, dass bei \ $ y_m = 0.5 \ $ \ $ a = \ infty \ $. Sie könnten eine lineare Karte erstellen, wenn Sie \ $ y_m = 0.5 – 10 ^ {- 5} \ $ oder etwas anderes wählen (aber warum sollten Sie!).

Logarithmische Potentiometergesetze

Antwort

Normalerweise Audio-Taper-Potis sind nicht logarithmisch, sondern eine stückweise Annäherung mit nur 2 Segmenten.

Jedes Segment der Spur wird mit einem Material mit unterschiedlichem spezifischen Widerstand beschichtet oder hat eine andere Breite als die anderen Segmente.

Ich habe drahtgewickelte Kegeltöpfe gesehen, bei denen sich die Breite des ersteren allmählich ändert, um die unterschiedliche Neigung zu erreichen.

Ein linearer Topf kann möglicherweise als Holzkegel verwendet werden, indem ein Widerstand zwischen den Wischer gelegt wird und ein Terminal wie im zweiten Diagramm gezeigt ( Vom Elliot Sound Products-Handbuch zu Potentiometern .)

Audio-Taper-Pot Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Kommentare

  • Wollen Sie damit sagen, dass zwei lineare Töpfe zusammenkleben? Haben Sie eine Möglichkeit, dies zu bestätigen? Kennt jemand die Formel?
  • Nein – jedes Segment ist so angeordnet, dass es einen anderen spezifischen Widerstand oder eine andere Spurbreite verwendet.
  • Kevin, vielen Dank für die Informationen. Wenn es zwei Bänder mit unterschiedlicher Breite gibt, scheint dies darauf hinzudeuten, dass zwei lineare Töpfe zusammengeklebt waren – wie in der Grafik dargestellt. Dies ist sinnvoll, da die Herstellung billiger wäre. Dies ist zwar hilfreich, beantwortet aber in keiner Weise meine Frage.
  • Es gibt eine einzelne Widerstandsspur, aber ein Teil der Spur hat einen höheren Widerstand pro Grad als der Rest der Spur.
  • Aus dem Diagramm von Kevin ‚ geht hervor, dass für einen Audio-Taper-Pot die ersten 50% der Rotation 10% des Widerstands ergeben und die verbleibenden 50% der Drehung ergeben die verbleibenden 90% des Widerstands, wobei die beiden Abschnitte ungefähr linear sind.

Antwort

Es gibt keine Formel für einen Log Pot. Das Beste, was Sie erwarten können, ist, dass die Änderung des Widerstands pro Winkel am „niedrigen“ Ende viel geringer ist als die am „hohen“ Ende. Es wäre schön, wenn es logarithmisch wäre, aber es ist nicht „t.

Die Antwort von Kevin weist darauf hin, dass die häufigste Annäherung darin besteht, dass die Spur zwei verschiedene lineare (ish) Abschnitte hat. Dies ist billiger herzustellen als eine sich ständig ändernde Verjüngung und billiger als 3 oder mehr Abschnitte.

Leider hat der Ausdruck „logarithmische Verjüngung“ mehr Freiheitsgrade als nur den Gesamtwiderstand, das Empfindlichkeitsverhältnis von oben nach unten wird ebenfalls benötigt. Wenn ich also einen echten Log-Topf kaufe, muss ich einen „2-Oktaven“ -Topf oder einen „3-Oktaven“ -Topf angeben. Die Hersteller und Händler müssten mehrere Typen führen, von denen jeweils weniger verkauft werden, was viel mehr kostet. Für eine Audioanwendung möchten Sie wahrscheinlich sowieso kein echtes Protokoll. Sie möchten sich auf einer niedrigen Ebene vom Protokoll lösen und linear auf Null sinken.

Der Grund warum Es gibt keine definierte logarithmische Verjüngung. Kein Kundenstamm kümmert sich genug darum, was die Verjüngung genau zu zahlen bereit ist, damit die Hersteller sich die Mühe machen, etwas zu standardisieren. Protokolltöpfe werden hauptsächlich in Audiogeräten verwendet, und solange die Drehung erfolgt Das Gesetz ist einigermaßen „zahm“, kein Kunde kümmert sich wirklich darum, dass der Topf (sagen wir) 20 dB pro 90 Grad liefert, er möchte nur einen Pegel festlegen.

Interessanterweise war die BBC in den 50er Jahren des IIRC mit diesem Problem konfrontiert / 60s, als sie neue Studioausrüstung entwerfen wollten und entdeckten, dass sie keine logarithmischen Töpfe erhalten konnten, die aus verschiedenen Quellen gleich waren. Also erfanden sie eine ordentliche Schaltung, die einen linearen Topf verwendete, um logarithmische (ish) Leistung zu erzielen, aber zu sein Als linearer Topf war er immer reproduzierbar. Sehen Sie, ob Sie einfach beschreiben können, wie er funktioniert und warum er nicht funktioniert ckle.

Schema

simulieren diese Schaltung – Schema erstellt mit CircuitLab

Wenn Sie ein einrichten Experimentieren Sie, um die Protokollgesetze Ihres Topfes zu messen, und erwarten Sie dann, dass das Gesetz eines anderen Herstellers unterschiedlich ist.

Kommentare

  • Vielen Dank für den Kommentar! Sehr gute Informationen. Es gibt jedoch sicher eine Formel, ich musste nur Mathematiker fragen. Dies zeigt sich auch in der Grafik, die veröffentlicht wurde. Sie verwendeten eine Formel, um das Diagramm zu generieren. Sie verwendeten eine Formel, um die Werte zu finden, die sie bei der Gestaltung dieser Töpfe annähern würden. Ich ‚ will nicht klingen … eh …
  • Gibt es sicher eine Formel? Ah, die Gewissheit der Unwissenheit. Es gibt eine Formel für das Protokoll. Es gibt keine einzige Formel für im Handel erhältliche ‚ log ‚ Töpfe.
  • Gut gesagt;););)

Antwort

Dieses von der BBC verwendete Schema hat mir sehr geholfen, einen Protokolltopf aus einem einfachen Lin zu erstellen Topf in meinen Arduino-Projekten. Ich habe nachgerechnet. Hier die Ergebnisse:

Sei „a“ die Einstellung des Potentiometers (von 0 bis 1). „H“ ist die Übertragungsfunktion (natürlich in Software implementiert).

H = a / (1 + (1 – a) * K)

Mit K = 2 liefert dies eine wirklich schöne Annäherung an eine logarithmische Funktion mit einem Wert von 0,25 bei „a“ = 0,5.

Für 0,1 (tatsächlich 0,125) als Halbwertswert funktioniert Folgendes gut:

H = a * a / (1 + (1 – a) * K) ; mit K = 2

Antwort

Ich habe ein digitales Potentiometer verwendet, um als grobe Lautstärkeregelung zu fungieren. Das eingehende Signal geht an ein Ende des Topfes, das ausgehende Signal kommt vom Scheibenwischer und die gemeinsame Masse befindet sich am anderen Ende. Wenn also

M = Gesamtwiderstand des Potentiometers

R = Widerstand zwischen „Nullvolumen“ und Wischer

A = erforderliche Dämpfung in dB

Dann scheint das ganz gut zu funktionieren:

$$ R = M \ 10 ^ {(A / 10)} $$

Wie andere bereits erwähnt haben, beträgt das „Null“ -Ende des Topfhubs -∞ dB, sodass Sie irgendwann auf die lineare Reduzierung von Dezibel verzichten müssen. Oberhalb dieses Grenzwerts möchten Sie möglicherweise, dass äquivalente Pot-Windungen äquivalenten Dezibeländerungen entsprechen – möglicherweise 5 Grad CCW-Schnitte von 1 dB

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