Hi Leute, ich benötige für eine Röhrenvorstufe Potis, deren Wert ich per Mikrocontroller einstellen kann. Mein erster Gedanke waren Digitalpotis, (z.B. von AD), jedoch ist die Spannungsfestigkeit dieser Potis nur bei 15V. Da bei Röhrentechnik Spannungen von mehreren Hundert Volt anliegen können, habe ich mir überlegt, zwei Fotowiderstände in Reihe zu schalten, die ich dann jeweils mit einer LED per PWM ansteuere. Dies hätte auch den positiven Nebeneffekt, dass der Digitalteil und Analogteil vollkommen getrennt sind. Nun meine Frage: Wie sieht dies mit der Langzeitstbilität und Reproduzierbarkeit aus?? Zur Langzeitstabilität: Wenn ich z.B. bei 50% PWM einen Wert von z.B. 50kOhm messe, messe ich diese dann auch noch in einem Jahr?? Wenn ich die Schaltung mehrfachbaue, habe ich dann immer das selbe Verhalten der "Potis"?? mfg Alex
Leuchtdioden und andere Halbleiter "altern" durch Diffusion, das kann EInfluss auf die Reproduzierbarkeit haben. Ausserdem wird das sicher nicht linear sein, falls es darauf ankommt. Okay, die Kennlinie könnte man im Controller falten. Ich würde normale Potis nehmen und die per Servo oder Stepper ansteuern.
PGA2310 scheidet m.E. aufgrund der hohen Spannungen aus. Schau doch mal bei Alps, ob da nicht passende Motorpotis dabei sind. Greetz kmt
Hallo Alex, die Spannungen in Röhrenanwendungen sind zwar recht hoch, aber liegen diese denn an den Potis ? Wie Kai Markus sagte , sieh mal bei Alps nach. Da gibt es sicher was passendes .... Evtl. könntest du dir auch überlegen ein Modellbauservo und ein entsprechendes Poti zu verwenden. Allerdings würde ich das Servo dann evtl. direkt am Motor ansteuern.... Gruß Thomas
Es liegt zwar nicht die kommplette Versorgungsspannung an den Potis, jedoch können da schon mal über 15V anliegen. Ich habe noch kein passendes IC gefunden, welches diese Spannungen verkraftet. Die Möglichkeit ein normales Poti zu benutzen und per Motor oder Modellbauservo anzusteuern hatte ich auch schon, aber ich benötige etwa 10 Potis. Daher scheidet diese Lösung aus Platzmagel und Kosten aus. Für weitere Vorschläge bin in Dankbar mfg Alex
Interessante Idee mit den LDR, vor allem weil da keine Mechanik mit im Spiel ist. In welchem Bereich und mit welcher Auflösung sollen sich denn die Widerstände einstellen lassen? Eventuell kannst du ja eine Regelschleife aufbauen, mit der erstmal ein paar Referenzpunkte angefahren werden um die Schaltung neu zu justieren. Gruß, Thomas
Ich möchte einfach die Potis in dem Schaltplan durch per Mikrocontroller einstellbare Widerstände ersetzen, und das nach möglichkeit ohne mechanische Teile. http://195.178.239.50/ax84/media/ax84_m175.pdf mfg Alex
Eigentlich keine schlechte Idee. Das mit der Alterung sollten sich ja mit einem zusätzlichen Trimmer erledigen lassen. Problem könnte die Spannungsfestigkeit der LDR werden. Solltest du mal überprüfen was die vertragen. Gruß
Das mit der Spannnungsfestigkeit ist kein Problem, die Photowiderstände die ich benutzen möchte haben eine Spannungsfestigkeit von 150V.
Hallo. Ich werd mal versuchen eine ausführliche Lösung deines Problems zu geben. Als erstes möchte ich anmerken das mir die Idee mit den LDRs gefällt. LDR-schaltungen wurden im Zeitalter der Röhrentechnik für analoge Multiplikatoren eingesetzt. Man kann sie auch für das einstellen der Filter und Lautstärke einsetzen.Halbleiter direkt in den Signalkreis des Röhrenverstärkers einzubauen ist ein Sakrileg. Wozu dann noch Röhren ? In der Perepherie ist es aber ok. Man benutzt ja auch Brückengleichrichter und nicht mehr die EABC 80. LDRs im Signalkreis erhalten die Nostalgie da sie historisch älter als Röhren sind. Eine direkte Ansteuerung der Koppler über PWM funktioniert nicht. Das ungefilterte PWM Signal enthält immer digitalen Schmutz und führt zu nicht verhersagbaren Störeffekten in der Röhrenschaltung. Eine zur Gleichspannung gefilterter PWM müsste jedoch funktionieren. Die LED/LDR Koppler sind jedoch schlecht direkt zu Steuern: (Ich meine Steuern,nicht Regeln.) - stark nicht lineare Kennlinie - starke Temperaturabhängigkeit (Umgebung von Röhren = ziemlich warm) - Alterungsempfindlich Positive Eigenschaften sind jedoch: - grosser Stellbereich von etwa 10MegaOhm bis einige 100 Ohm. - träge und leicht zu Regeln - hohe Spannungsfestigkeit Wie man ein LDR als Poti verwendet das ist schon seit der Frühzeit der Röhrentechnik bekannt. Die Störfaktoren lassen sich leicht beseitigen so dass die Alterung der LEDs und LDRs, ihre krummen Kennlinien sowie ihre Temperaturkoeffizienten kaum eine Rolle spielen. Die Antwort ist ein LED/LDR Paar in einem geschossenen Regelkreis das auf den gewünschten Parameter stabilisiert wird und als Referenz für ein offenes LED/LDR Paar dient. Ich zeige erst einmal eine Schaltung die einen LDR mittels Spannung auf einen variablen Wert einstellen kann. (siehe angehängtes Bild) Der Sollwert für den Widerstand des LDR2 wird durch die analoge Spannung vorgegeben. Die Koppler D1/LDR1 und D2/LDR2 sollten aus möglichst gleichen Bauteilen aufgebaut werden. Das heisst LDR1 und LDR2 sollten nicht nur vom gleichen Typ sein sondern auch aus der gleichen Produktionscharge stammen. Gleiches gilt für D1 und D2. Die Schaltung beruht auf der Annahme das sich die beiden Koppler genau gleich verhalten. Die Koppler sollen auch thermisch verbunden sein. V2 liefert eine Spannung die dem Widerstand von LDR1 linear proportional ist. V1 dient als P-Regler (Kp>10^6) und erhöht den Strom durch D1 und D2 bis das Verhältnis LDR1/Rref = Ue/Uref. Da sich Koppler 1 und 2 fast völlig gleich verhalten ist der Widerstand von LDR1 gleich dem von LDR2 ! Angenommen das die LEDs und LDRs in gleicher Weise auf Temperaturschwankungen und Alterung reagieren sollte die Schaltung auf lange Zeit ihre Präzision behalten. Der Widerstand Rref sollte ein präziser Metallschichtwiderstand sein. Rref bestimmt direkt den Wert des emulierten Potentiometers. Rv für D2 und D1 ist weniger wichtig und kann ein Kohlewiderstand sein. D2 und D1 sollten superhell sein um den LDR möglichst Niederohmig aussteuern zu können. V1 und V2 sollten langsame full swing OP amps sein um eine Neigung zu Schwingungen zu vermeiden. Oder einfach LM358 @ +-12V ? Für ein vollwertiges Poti müssen zwei dieser Schaltungen zusammengefügt werden. (siehe Skizze) Das ganze geht aber eventuell auch Digital und auf ~10 bit genau. Ich poste gleich wie.
Das ganze geht auch mit einem digitalen Regelkreis. z.B. mit einem ATmega. V2 erzeugt wieder eine Spannung die dem Widerstand von LDR1 proportional ist. Diesmal mit Uref = -2,5V um am Ausgang ein 0...+2,5V Signal zu erhalten. ACHTUNG! Der Ausgang von V2 kann auf +- Rail gehen also muss eventuell noch eine Schutzschaltung zwischen V2 und dem ADC Eingang. Oder ein Gegenkopplungsbegrenzer an V2 (Schottky/ Zehnerdiode antiparallel) tut es auch. Der Einfachheit halber habe ich das nicht eingezeichnet. V1, T1 und R1 sind als Spannungs-zu-Strom-Wandler verschaltet und treiben die Dioden D1 und D2. V1 erhält eine analoge Spannung über ein RC filter das das PWM-signal zu einer Gleichspannung siebt. Das Tastverhältnis des PWM bestimmt somit den Strom durch die LEDs. Das PWM Signal wird vom µC verändert bis LDR1 und LDR2 den gewünschten Wert haben. Der Regler ist in diesem Beispiel ein I Regler. P und andere sind wahrscheinlich weniger stabil und benötigen höhere abtastraten. Ein I Regler renkt sich immer irgendwie ein und braucht noch nicht mal eine konstante Abtastrate. (theoretisch) Man kann den PWM und den ADC eventuell multiplexen wobei der Filter an V1 als primitiver Analogspeicher fungiert. Dazu muss der Eingang hochohmig mit einen analog multiplexer abgetrennt werden. Sonst entlädt sich der Kondensator und es knattert es im Gebälk. Der PWM/ADC Kreis kann auch analoge Spannungen in ein Array von Kondensatoren schreiben die ihr Spannnungssignal and einen analogen Regelkreis wie oben weitergeben. Wie ich sehe brauchst durch circa 13 digital einstellbare Widerstände. Einige davon mit logarythmischen Verhalten. Die sollten am besten mit Netzwerken emuliert werden die aus linearem Digitalpoti und festen Widerständen bestehen. Eventuell entstehen sonst Probleme mit der Einstellbarkeit, auch bei 10 bit Auflösung. Alles ungetestet. Versuch erst mal die analoge Version und überprüfe mit einem Multimeter ob und wie genau sich der Widerstand einstellen lässt. Besonders bei verschiedenen Werten von Rref.
Maxim fertigt Digitalpotentiometer (DS1666) mit verschiedenen Widerstandswerten. Ich habe damit einen fernbedienbaren Verstärker gebaut. Ein At90s2313 steuert 4 Stück an. Geht gut! Guck mal dort:http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/2747
'Wide analog voltage range of ±5 volts' ist etwas wenig, wenn die Röhrenvorstufe ±100V auf das Poti gibt ;) Ich habe hier einen Schaltplan (auf Papier) eines fernbedienbaren Pegelstellers aus der Rundfunktechnik (= Qualität ohne Rücksicht auf Kosten dank GEZ ;) ), der zur Pegeleinstellung (natürlich mit OpAmps) einige LDR-Paare + LED in je einem Gehäuse benutzt, die prinzipiell so wie im 'Analog'-Beispiel angesteuert werden, falls ich den Schaltplan verstanden habe ;). Eine Typenbezeichnung für diese Otokopplerpaare steht leider nicht dabei. In der MesaBoogie Triaxis-Vorstufe werden diePotis auch mit Optokopplern ersetzt, der Schaltplan schweigt sich über den interessanten Teil aber aus. Grüße ;Matthias
Es gibt die Kombination LED+LDR fertig als Bauteil. Irgendwie wurde am Anfang basteln erwähnt. Die Sache nennt sich dann Varistor. Quasi ein spannungsgesteuerter Widerstand.
Varistor ? Der hat nichts mit LDRs zu tun. Das ist ein Widerstand mit hohem Tempraturkoeffizient der sich durch die eigene Verlustleistung aufheizt. Sie werden z.B. bei der entmagnetisierung von bildröhren verwendet oder als träge wiederverwendbare Sicherung. LED/LDR koppler gibt es wohl nicht bei ALDI. Alternative zu LDRs währen hochvolt MosFETs/IGBTs die von photovoltaik kopplern (PVIs) gesteuert werden. z.B. PVI 1050 oder PVI 5013 von IRF. Der Drain-Source-widerstand ist über weite Spannungsbereiche und für kleine Drainströme ausreichend linear. Auch hier muss wieder der bekannte Regelkreis aufgebaut werden. Die beiden FETs sind Thermisch zu koppeln und hohe Verlustleistungen sollten gemieden werden. Damit sind dann Spannungsfestigkeiten bis 600Volt und mehr möglich. Eine Alternative : Es gibt Hochvolt Optokoppler wie z.B. SFH619A die bis 300V und mehr spannungsfest sind. Mit 8 dieser Koppler und 8 widerständen einfach einen in 255 binären stufen schaltbaren Widerstand aufbauen. Eine kompakte Alternative zu Relais+Widerstand und sehr berechenbar. Jedoch sind dann für deinen Verstärker 13 x 8 = 104 Optokoppler nötig. Das bei 8 bit Auflösung. Kostet dann wohl 10 bis 30 Euro pro "Poti". Aber immer noch besser als 104 bistabile Relais mit 104 Relaistreibern. Schlagwort PWM: Elektronischer Schalter in Reihe mit einem kleinen Widerstand im chopperbetrieb wirkt wie ein grösserer ohmscher Widerstand. Darauf wollen wohl viele hier hinweisen. Theoretisch in Ordung, bei kleinen Gleichspannungen und nur in Sonderfällen. Der Leitwert des widerstands wird mit dem Tastverhälnis multipliziert und nicht der Widerstand. Tastverhältnis 1/250 multipliziert den widerstand auf das 250-fache. 125/250 auf das zweifache und 249/250 nur auf das 1,004 fache . Die einstellbarkeit ist also auf fixe ganzzahlige verhältnisse von n/(a-n) festgelegt ! Besser ist es man nimmt die Pulsmengen Modulation (PMM) da bei ihr das tastverhälnis 1/n ist. Womit sich sich der Widerstand mit n+1 multipliziert. Daraus ergibt sich aber dass die Pulsfrequenz einen sehr weiten Bereich überstreicht ! Komplexe Netzwerke solcher zerhackten Widerstände verhalten sich nicht so trivial wie ihr reales equivalent. Du müsstest alles neu berechnen und überdenken damit der filter wie ursprünglich gedacht funktioniert. Darüber hinaus ist es in einem Röhrenverstärker wahrscheinlich nicht sehr praktikabel. Die Filter des Röhrenverstärkers enthalten mit hoher Spannung geladene Kapazitäten and die man weder in Reihe noch Parallel irgenwelche Schalter anbringen sollte die nur einige milliampere aushalten. Die Strompulse und der durchquerte Spannungsbereich sind ziemlich gross. Sagen wir mal wir choppern einen 400Ohm Widerstand mit einem Tastverhältnis von 1/250 damit er sich Gleichspannungsmässig (oder für niedrige frequenzen) wie ein 100kOhm Widerstand verhält. Damit enstehen Pulse bis zum 250 fachen des im emulierten Widerstands fliessenden Stroms. I=Q/t muss ja irgendwie transportiert werden. z.B. 100k emulierter Widerstand parallel zu einem C bei 100 V ===> ca. 250x 100V/100k = 250mA Puls bei vollen 100 anliegenden Volt. Das gibt wahrscheinlich viel Rauch und einen Knall wenn man das direkt mit einem SFH619A schaltet. Ein starker Transistor in Schaltung mit einem SFH619A könnte die Last aushalten. Ein weiteres Problem ist eventuelles "Klingeln" und ungewünschte Kopplungen der Pulse. Röhren sind sehr dynamisch und aus deinem Verstärker wird dann eventuell ein Kurzwellensender. Ausserdem ist es eine Audio Anwendung bei der die PWM jenseits 44kHz liegen sollte. PWM mit 50 kHz und 8 bit auflösung ==> Ein 78 ns Puls müsste noch sauber geschaltet werden. Die PMM ginge von 50kHz bis 12.5 MHz. Beachte das alles sehr hochohmig ist und röhrenverstärker lange leitungen haben ! Ein einfaches RC Glied kann man bei niedrigen spannungen durchaus mit PWM oder PMM tunen. Wie die komplexen RC filter in deinem Röhrenverstärker auf PMM reagieren kann ich auf den ersten Blick nicht sagen. Wahrscheinlich nicht so wie erhofft. Analoge filter sind nicht so trivial in den Switched Filter Bereich übertragbar. Ausserdem sind switched R Achitekturen unpopulär und kaum in der gängigen Literatur beschrieben. PWMs und PMMs unterliegen Nyquist's Sampling Theorem und du bekommst überall zusätzlich phasendrehungen die sich auch noch addieren. Und,und,und... Für den Röhrenverstärker ist das absolut nichts.
Schicke doch mal den Schaltplan der Röhrenvorstufe mit. dann kann man sich mal ein Bild machen, wo die Potis sitzen und wie überhaupt und warum und so... :-)) MfG Paul
Sorry. Ich hab nicht extra nachgeschaut. Das Teil nennt sich Vactrol und ist scheinbar ein etwas exotischeres Bauteil. Ich konnte mich nur daran erinnern es schonmal irgendwo gesehen zu haben.
Ich hab jetzt nochmal etwas rumgeschaut. Es scheint auch oft mit Röhrenschaltungen aufzutreten. Ich kam darauf, da man bei einem spannungsgesteuerten LP-Filter auch spannungsgesteuerte Widerstände benötigt. Evtl. könnte man sich da mal einige Schaltungen anschauen. Es gibt scheinbar auch eine Lösung mit einer Diodenkette.
Hallo, ist aus dem Projekt etwas geworden? Ich habe gerade die gleiche Problemstellung. lg Samuel
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