Ich brauche einen Verstärker mit |G| = 3 und |G| = 6 im Audiosignalbereich (max. 18kHz). Bipolare Versorgungsspannungen sind da. Wie kann ich am einfachsten einen mit einem Mikrocontroller umschaltbare Verstärkung erzielen? Geht das mit einem invertierenden oder nichtinvertierendem verstärker besser?
Einfach den Rückkopplungswiderstand per Relais oder CD4066/analog switch umschalten. Ob invertierend onder nicht, spielt da keine Rolle.
Markus schrieb: > Wie kann ich am einfachsten einen mit einem Mikrocontroller umschaltbare > Verstärkung erzielen? Geht das mit einem invertierenden oder > nichtinvertierendem verstärker besser? Mit einem nichtinvertierenden, da dort einer der verstärkungsbestimmenden Widerstände gegen Masse geschaltet ist. Gegen Masse schalten kann man mit einem IO-Pin relativ leicht realisieren. Die Schaltung muß also etwa so aussehen:
1 | in |\ |
2 | o--|+\ out |
3 | | >--*----o |
4 | -|-/ | |
5 | | |/ - |
6 | | | | R2 |
7 | | | | |
8 | | - |
9 | | | |
10 | -------*------- |
11 | | | |
12 | - - |
13 | | |R1 | |R1a |
14 | | | | | |
15 | - - |
16 | | | |
17 | --- ------o µC-Pin |
R1a ist entweder praktisch nicht vorhanden (µC-Pin hochohmig) oder de facto parallel zu R1 geschaltet (µC-Pin auf Low-Ausgang).
1 | R2 |
2 | Da die Verstärkung 1 + ---- |
3 | R1 |
beträgt und du 3 und 6 erreichen willst, ergeben sich folgende zwei Gleichungen:
1 | 1 |
2 | R1 = - * R2 |
3 | 2 |
4 | 1 |
5 | R1||R1a = - * R2 |
6 | 5 |
Setzt man erstere in letztere ein und stellt sie nach R1a um, ergibt sich folgendes:
1 | 1 |
2 | R1a = - * R2 |
3 | 3 |
In der Praxis ist die Sache natürlich wie immer nicht so ganz ideal, denn erstens stellt auch hochohmig der µC-Pin doch immer noch zumindest eine nennenswerte Kapazität dar, was sich bei höheren Frequenzen zunehmend auswirkt, da dadurch dann doch immer mehr R1a in's Spiel kommt und zweitens stellt der Pin auch Low-Aktiv geschaltet einen signifikanten Widerstand dar, der als Reihenschaltung zu R1a wirkt. Und wie so oft sind beide Effekte so gestrickt, daß die zur Minimierung der Effekte wünschenswerte Optimierung der Werte jeweils gegenläufig ist. Es läuft also auf einen Kompromiss hinaus. Ich würde für Audio R2 mit 5,6k wählen und dementsprechend R1 mit 2,7k und R1a mit 1,8k.
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Bearbeitet durch User
Je nach beschaffenheit des µC Ausgangs kann es zu Problemen mit der obigen Lösung kommen, da der Pin nicht unbedingt 'offen' ist. Ein kleiner LogicLevel-FET zwischen Widerstand und Masse und diesen mit µC Pin ansteuern ist da sicherer. Das funktioniert dann auch mit in Reihe geschalteten Widerständen bei denen der Massseitige mit dem FET überbrückt wird. Die Widerstände so hochohmig wie sinnvoll möglich machen damit sich UgsOn nicht auswirkt.
c-hater schrieb: > In der Praxis ist die Sache natürlich wie immer nicht so ganz ideal, Vor allem, da ein uC-Eingang keine Spannungen unter 0V mag, sondern per Eingangsschutzdiode nach Masse ableitet, daher meist laut Datenblatt maximal GND-0.3V oder GND-0.5V als unbeeinflusste negative Eingangsspannung erlaubt sind. In der Schaltung ist die Spannnug dort aber genau so gross, wie die Eingangsspannung. Wenn die also grösser als 0.3Vrms ist, verzerrt die Schaltung. Grundlagen Leute, Grundlagen.
Ich würde ein PhotoMOS- oder Reedrelais nehmen. Kann ohne Pegelprobleme an jeder Stelle im Signalzweig eingebaut werden. https://www.panasonic-electric-works.com/cps/rde/xbcr/pewnew/ds_x615_en_aqy21eh.pdf?type=target
Das mit dem Widerstandsumschalten mit FET klappt natürlich nur bei Single Spannungsversorgung also wenn die Ausgangsspannung nie negativ wird. Es gibt auch OPV mit steuerbarer Verstärkung.
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