Digitale potmeter

Nog een waarschuwing bij het gebruik van digitale potmeters in audio circuits: je hoort plopjes tijdens het draaien. Voor gebruik in audiotoepassingen bestaan speciale varianten die even kort de uitgang muten tijdens het schakelen.

Ik heb ook goed nieuws, je audiosignaal zal niet snel +15v of -15v worden en ligt altijd rondom GND. De opamps zelf mogen best werken op deze voedingsspanning, maar je kunt prima de potmeters op bijvoorbeeld +5/-5 laten werken. (Als ze dat wel aankunnen)

Jouw potmeter maakt het nog wat lastiger, maar nog steeds niet onmogelijk. Je moet twee spanningsregelaars toevoegen: een voor +2.5v en een voor -2.5v. De potmeter sluit je hiertussen aan. Belangrijk is nu dat je de microcontroller waarmee je deze potmeters instelt ook tussen -2.5v en +2.5v aansluit. Er bestaan potmeters waarbij dit niet hoeft, maar ik neem aan dat je deze wilt gebruiken omdat je ze al hebt.

+2.5/-2.5 is natuurlijk nog wat minder, je limiteert dan enigszins je dynamisch bereik. Maar wanneer het een ruisarme schakeling is en je de uitgang gewoon voldoende versterkt, is dat geen probleem. Wat je in zo'n geval wel moet doen is bij elke pin van de potmeters die buiten +/-2.5v kan komen, een schottky diode naar +2.5v en een van -2.5v aansluiten. Deze beschermen je potmeter.

Plaatje: (klikbaar)
http://i236.photobucket.com/albums/ff7/graafvaag/th_opamp_digipot_oplossing_zpsdb649643.png

Ik heb even het input deel van je schema nagetekend en de diodes toegevoegd. Dit doe je ook links en rechts van R15. Dit limiteert je signaal tot +/-2.5v en beschermt zo je potmeters. Het zorgt er ook voor dat je vervorming krijgt bij een te groot signaal.

-------------------------------------------------

De onderstaande oplossing is waarschijnlijk eenvoudiger.

Een andere oplossing is om je opamps (in plaats van +/-15V) te voeden met enkelzijdig 5V. Je hebt dan een extra stukje schakeling nodig om je input op te tillen naar 2.5v en je sluit dan alles wat aan GND moet aan op die 2.5v 'reference'. Ook moet je dan opletten dat je rail-to-rail opamps hebt. (Die dus het gehele spanningsbereik kunnen benutten. In dit geval werkt alles op +5V en is dat diodeverhaal niet nodig.

http://i236.photobucket.com/albums/ff7/graafvaag/th_opamp_digipot_oplossing2_zps2e42357a.png

In dit geval vervang je alles in het oude schema tot het volgende:
- Alle GND punten sluit je aan op +2.5V (Zie schema)
- Alle +15V punten sluit je aan op +5V
- Alle -15V punten sluit je aan op GND
- De uitgangsspanning is nu relatief ten opzichte van +2.5V. Die +2.5V gebruik je nu als mantel op je uitgangsstekker.

Je schakeling werkt nu op een enkele voedingsspanning van 5V.

Die LF411 kun je nu niet meer gebruiken, zoek even een goede rail-to-rail opamp op 5V. (Ik denk aan de MCP6052, maar daar ben ik net mee bezig, er zijn er zo vele)

Een banaan schillen met een vork is slimmer dan een cactus pellen met een afwaskwast. ©Graafvaag

Heel erg bedankt! Hier kan ik echt wat mee. De MCP6052 is vreemd genoeg bij farnell niet in een DIP formaat te verkrijgen, maar ik heb (denk ik) een alternatief gevonden. Naar de specificaties gekeken zal deze volgens mij zeker niet slechter presteren. Het gaat om de MCP6283 rail to rail opamp.

Oh ja, DIP formaat, totaal niet aan gedacht.

Een halve mA, wat een stroommonster! Nee volgens mij gaat dit wel goed komen. Ik ben heel benieuwd wat dit gaat worden.

Een banaan schillen met een vork is slimmer dan een cactus pellen met een afwaskwast. ©Graafvaag

Bedankt! Ik laat nog wel weten of alles gelukt is.

EDIT:

Ik vroeg me nog af. Om een 2.5v spanning te maken, gebruik je een spanningsdeler en een spanningsvolger. Nu kan je met een lm317 ook gewoon een 2.5v spanning maken. Wat heeft de voorkeur? Of maakt dat niet zoveel uit?

[Bericht gewijzigd door conara op 8 juni 2013 12:59:35 (70%)]

Oh, ik had die edit van je niet meer gezien.

De LM317 is gemaakt om stroom te sourcen, maar in deze toepassing is het vooral belangrijk dat de 2.5V referentie stabiel blijft waar hij is. Een opamp is hier heel goed in: wanneer de spanning iets te laag worct zal de opamp stroom sourcen en wanneer de spanning iets te hoog is zal de opamp stroom sinken.

Ik zeg niet dat het met een lineaire regelaar zoals de LM317 niet zal werken, maar het gedrag zal zeker niet zo symmetrisch zijn als met een opamp.

Is het trouwens nog gelukt met de aanpassing?

Een banaan schillen met een vork is slimmer dan een cactus pellen met een afwaskwast. ©Graafvaag
Frederick E. Terman

Honourable Member

Bovendien is meestal het belangrijkst dat de referentie de helft van de voedingsspanning is. Dus als die bv. 5,2V is, dan wil je dat de 'halve voedingsspanning' ook echt 2,6V wordt.
Het eenvoudigst is dan een spanningsdeler. En de buffer erachter zorgt dan voor de stroom.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Bedankt voor de reactie. Helaas is het niet gelukt om het geheel af te krijgen voor de deadline, want enorm jammer is. Op het begin hadden we namelijk redelijk veel tijd verspild met iets anders, waardoor er een tijdnood ontstond. Een heel groot deel van het werk was af, namelijk de communicatie tussen microcontroller en digitale potentiometers, maar het testen van de setup is helaas niet gelukt.

Erg jammer, maar waarschijnlijk ga ik dit nog eens oppakken als persoonlijk project. Voor in de weekenden/vakanties, maar dat zal niet op korte termijn zijn.

Ieder geval wel veel geleerd en bedankt voor alle hulp!