Formule voor logaritmische (audio-taper) pot

Wat ik zou willen

Ik probeer de formule te bepalen voor een audio-taper (logaritmisch ) pot.

Ik zou graag een formule willen die R en P als invoer neemt. R is de totale weerstand en P is het “percentage aan”, dwz in set [0, 100], en geeft de weerstand tussen de middelste terminal en een van de buitenste terminals.

Kan iemand een puur wiskundig antwoord, geen opzoektabel of zoiets.

Achtergrondverhaal

Ik probeer frequentiebereiken in kaart te brengen voor een 555-timingchip in astabiele modus.

Nogmaals, ik ben op zoek naar de formule, niet hoe ik deze moet plotten of een opzoekgrafiek. Gewoon wiskunde! 🙂

Aanvullende gedachten …

Ik heb nagedacht dat dit het zou kunnen zijn. Ik ben op zoek naar welk aantal verhoogd naar 10 (het aantal graden dat ik wil) gelijk is aan mijn totale weerstand.

Als ik de weerstanden wil vinden met intervallen van 10%, zou de formule zijn:

X ^ 10 = R, los op voor x: 10e wortel van R … wat betekent dat …

De weerstand bij 40% zou (10e wortel van R) ^ 4 zijn, kan bevestigt iemand dit?

— Update: ik heb de bovenstaande formule getest en het lijkt een beetje op de grafiek …

Reacties

  • Houd er rekening mee dat de meeste audio-taper-potten NIET een echte log-taper zijn! Over het algemeen is een audiopotje zo ontworpen dat het rotatiepunt van 50% 20 dB lager is (output is 1 / 10e van de input). De versmalling tussen de eindpunten en dat rotatiepunt van 50% kan verschillende taps toelopen, maar de meeste proberen enigszins logaritmisch te zijn. Het operatieve woord is ” poging “. Er zijn echte houtblokken beschikbaar – deze zijn meestal aanzienlijk duurder dan audio-aflopende potten.

Antwoord

Hoewel deze vraag is beantwoord, wilde ik gewoon iets toevoegen voor diegenen die op zoek zijn naar een ideale logaritmische potentiometerwet voor simulatie. Een afbeelding van lineaire wet naar logaritmische wet kan worden gevonden in de algemene vorm:

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

Laat deze vergelijkingsfunctie definiëren een toewijzing van \ $ 0 \ leq x \ leq1 \ $ naar \ $ 0 \ leq y \ leq 1 \ $, waar \ $ a \ $, \ $ b \ $ en \ $ c \ $ vrije parameters zijn die passen bij de gewenste curves .

Dit is een vergelijking met drie vrije parameters, dus we kunnen drie beperkingen kiezen om de parameterwaarden af te leiden. Voor een ideale potentiometer, wanneer de wisser helemaal tot het minimum is gedraaid, zou de uitvoer geen weerstand moeten zijn, dus daarom \ $ y = 0 \ $ wanneer \ $ x = 0 \ $, en dus $$ 0 = a + c , \ quad c = -a $$ Dus nu hebben we de vergelijking: $$ y = ab ^ x – a. $$ Ons tweede doel is om maximale weerstand te hebben wanneer de wisser helemaal naar het maximum is, dwz \ $ y = 1 \ $ wanneer \ $ x = 1 \ $, dus $$ 1 = ab – a = a (b-1), \ quad a = \ frac {1} {b-1}. $$

Ten slotte kunnen we een middelpunt kiezen waar we de curve door willen laten gaan, dat ik als gebruiker definieerbaar laat als \ $ y = y_m \ $ when \ $ x = 0.5 \ $. Dit geeft ons $$ y_m = a (\ sqrt {b} – 1) = \ frac {\ sqrt {b} – 1} {b – 1} = \ frac {1} {\ sqrt {b} +1} $ $ en tenslotte $$ b = \ left (\ frac {1} {y_m} – 1 \ right) ^ 2 $$

Dit geeft ons een parametrische logaritmische potentiometerwet die de hoeveelheid curve kan veranderen. Houd er rekening mee dat wanneer \ $ y_m = 0,5 \ $, \ $ a = \ infty \ $. U zou een lineaire kaart kunnen maken als u \ $ y_m = 0.5 – 10 ^ {- 5} \ $ of zoiets kiest (maar waarom zou u dat doen!).

Logaritmische potentiometerwetten

Antwoord

Gewoonlijk audio-taper-pots zijn niet logaritmisch maar een stuksgewijze benadering met slechts 2 segmenten.

Elk segment van de track wordt bekleed met ander soortelijk weerstandsmateriaal of heeft een andere breedte dan de andere segmenten.

Ik heb draadgewonden taps toelopende potten gezien waarvan de eerste een geleidelijk veranderende breedte heeft om de variërende helling te bereiken.

Een lineaire pot kan mogelijk worden gebruikt als een taps toelopende stam door een weerstand tussen de wisser te plaatsen en één terminal zoals weergegeven in het tweede diagram ( Van Elliot Sound Products-gids voor potentiometers .)

Audio taper pot voer hier een afbeeldingsbeschrijving in

Reacties

  • Zeg je dat het twee lineaire potten zijn die aan elkaar geplakt zijn? Kunt u dit bevestigen? Toch kent iemand de formule?
  • Nee – elk segment is gerangschikt om een andere weerstand of spoorbreedte te gebruiken.
  • Kevin, bedankt voor de informatie. Als er twee banden met verschillende breedte zijn, lijkt dat erop te wijzen dat het twee lineaire potten waren die aan elkaar geplakt waren – zoals te zien is in de grafiek. Dit is logisch omdat het goedkoper zou zijn om te produceren. Hoewel dit nuttig is, beantwoordt dit op geen enkele manier mijn vraag.
  • Er is een enkel weerstandsspoor, maar een deel van de baan heeft een hogere weerstand per graad dan de rest van de baan.
  • Uit de grafiek van Kevin ‘ blijkt dat voor een audio-taper-pot de eerste 50% van de rotatie 10% van de weerstand geeft, en de resterende 50% van de rotatie geeft de resterende 90% van de weerstand, waarbij de twee secties ongeveer lineair zijn.

Antwoord

Er is geen formule voor een logpot. Het beste wat je kunt verwachten is dat de verandering in weerstand per hoek aan de “lage” kant veel minder is dan die aan de “hoge” kant. Het zou mooi zijn als het logaritmisch zou zijn, maar dat is het niet.

Het antwoord van Kevin wijst erop dat de meest gebruikelijke benadering is dat de track twee verschillende lineaire (achtige) secties heeft. Dit is goedkoper om te maken dan een continu variërende versmalling, en goedkoper dan 3 of meer secties.

Helaas heeft de uitdrukking “logconus” meer vrijheidsgraden dan alleen de totale weerstand, de gevoeligheidsverhouding van boven naar beneden is ook nodig. Dus als ik een echte logpot koop, zou ik een “2 octaaf” pot of een “3 octaaf” pot moeten specificeren. De fabrikanten en distributeurs zouden verschillende soorten moeten vervoeren, van elk minder verkopen, dus veel meer kosten. Voor een audiotoepassing zou je waarschijnlijk toch geen echte log willen, je “zou willen breken met log op een laag niveau en lineair naar nul gaan.

De reden waarom er is geen gedefinieerde logaritmische versmalling is dat geen enkel klantenbestand zich genoeg bekommert om wat de versmalling is om voldoende te willen betalen dat de fabrikanten de moeite nemen om ergens op te standaardiseren. Houtblokken worden voornamelijk gebruikt in audioapparatuur, en zolang de wet is redelijk “tam”, geen enkele klant geeft er echt om dat de pot (zeg maar) 20dB per 90 graden levert, ze willen gewoon een niveau instellen.

Interessant is dat de BBC dit probleem in IIRC de jaren 50 tegenkwam / 60s, toen ze nieuwe studioapparatuur wilden ontwerpen en ontdekten dat ze geen blokpotten konden krijgen die hetzelfde waren uit verschillende bronnen. Dus vonden ze een nette schakeling uit die een lineaire pot gebruikte om log (achtige) prestaties te krijgen, maar een lineaire pot, het was altijd reproduceerbaar. Kijk of u eenvoudig kunt beschrijven hoe het werkt en waarom het niet ckle.

schematisch

simuleer dit circuit – Schema gemaakt met CircuitLab

Als u een experimenteer om de houtwetten van je pot te meten, en verwacht dan dat de wet van een andere fabrikant anders is.

Opmerkingen

  • Bedankt voor de opmerking! Zeer goede informatie. Er is echter zeker een formule, ik moest het gewoon wiskundigen vragen. Dit blijkt ook uit de grafiek die is gepost. Ze gebruikten een formule om de grafiek te genereren. Ze gebruikten een formule om de waarden te vinden die ze zouden benaderen toen ze deze potten ontwierpen. Ik wil niet ‘ klinken … eh …
  • Is er zeker een formule? Ah, de zekerheid van onwetendheid. Er is een formule voor logboek. Er is geen enkele formule voor commercieel beschikbare ‘ log ‘ potten.
  • Goed gezegd;););)

Answer

Dit schema dat door de BBC werd gebruikt, heeft me erg goed geholpen bij het maken van een logpot van een eenvoudige lin pot in mijn Arduino-projecten. Ik heb de wiskunde gedaan. Hier de resultaten:

Laat “a” de instelling van de potmeter zijn (van 0 tot 1). “H” is de overdrachtsfunctie (uiteraard geïmplementeerd in software).

H = a / (1 + (1 – a) * K)

Met K = 2 geeft dit een heel mooie benadering van een logfunctie, met een waarde van 0,25 bij “a” = 0,5.

Voor 0,1 (eigenlijk 0,125) als halverwege, werkt het volgende goed:

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

Answer

Ik “heb een digitale potentiometer gebruikt om te fungeren als een ruwe audiovolumeregelaar. Het inkomende signaal gaat naar het ene uiteinde van de pot, het uitgaande signaal komt van de wisser en de gemeenschappelijke massa bevindt zich aan het andere uiteinde. Dus als

M = Totale weerstand van de potentiometer

R = Weerstand tussen “nulvolume” en wisser

A = vereiste demping in dB

Dan lijkt dit best goed te werken:

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

Zoals anderen al hebben gezegd, zal het “nul” -einde van de potreis -∞ dB zijn, dus op een gegeven moment moet je de lineaire reductie van decibel opgeven. Maar boven dat afkappunt wilt u misschien dat equivalente potomwentelingen overeenkomen met equivalente decibelveranderingen – misschien verlaagt 5 graden CCW 1 dB.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *