Obr. 1. Elektronický potenciometr
Figure 1. Electronic pot. One for each channel
Electronic
potenciometer using standard CMOS logic and analog multiplexers.
Pot have low distortion (less 0,005 % at 1 V rms) and is it easy
to understanding for beginers.
Potenciometr jsem kdysi použil v zesilovači řízeném
mikroprocesorem. Je možné ho řídit i jednoduchým obvodem.
Obr. 1. Elektronický potenciometr
Figure 1. Electronic pot. One for each
channel
V začátcích techniky Hi-Fi, když nebyly k dispozici kvalitní potenciometry, se pro regulátory hlasitosti používal odporový dělič, jehož jednotlivé stupně se přepínaly mnohapolohovým přepínačem. Na obr. 1 je elektronická obdoba takového regulátoru hlasitosti. Místo mechanického přepínače jsem použil analogové multiplexery CMOS. Signálem EN se vybírá jeden nebo druhý multiplexer a tak máme k dispozici 16 kroků. Možná by se zdálo výhodnější použít místo dvou obvodů 4051 jeden 16kanálový multiplexer 4067, ale ten mi byl v době realizace tohoto potenciometru (okolo roku 1988) nedostupný. I dnes jsou dva obvody 4051 podstatně levnější než jeden 4067. Odporový dělič je spočítán tak, že kroky mezi jednotlivými stupni jsou asi 4 dB. Člen C2R4 zdůrazňuje výšky a člen C1R3 basy při malých hlasitostech - realizuje tzv. fyziologickou regulaci. Sledovač s operačním zesilovačem zajišťuje velký vstupní odpor potenciometru a buzení děliče ze zdroje s definovanou impedancí. Zatěžovací odpor potenciometru by měl být alespoň 100 kohm.
Obr. 2. Řídicí obvod
Figure 2. Control circuit
Původně byl potenciometr řízen mikrokontrolérem 8748. Tento IO je dnes již zastaralý a nemá smysl uvádět pro něj program. Zdatnější konstruktéři si mohou naprogramovat nějaký Atmel nebo PIC. Pro ty, kteří nemají k programování kladný vztah, je na obr. 2 řídicí obvod potenciometru z běžných logických IO. Obvod 4516 je obousměrný binární čítač. Po stisku každého tlačítka se vygeneruje jeden hodinový impuls, při stisku tlačítka "down" se ještě navíc s malým předstihem změní směr čítání. Hradlo AND řízené signálem přenosu (CYO) zablohuje čítání při dosažení maxima, resp. minima. Čítač proto nepřeteče a nezačne čítat znova. Hradlo AND můžete nahradit dvěma hradly NAND podle obrázku. Poslední volné hradlo obvodu 4093 může sloužit jako invertor pro signál A3. Po připojení napájecího napětí se vygeneruje impuls na vstupu PE. Na výstupy Q se přepíše stav vstupů P, čímž se definuje stav čítače po zapnutí.
Zapojení z obr. 1 je potřeba pro každý kanál jednou. Počet kanálů může být prakticky libovolný. Řídicí obvod je společný pro všechny kanály.
Zbývá vyřešit indikaci "polohy" potenciometru. Já jsem tehdy použil obvod U192, který se v televizorech používal k indikaci zvolené předvolby. Tento obvod na jedenapůlmístném displeji zobrazuje čísla 1 až 16 podle stavu na adresových vstupech. Dnes byste jej sehnali snad jen v bazaru. Méně vhodnou variantou je použití třeba dekodéru 4511 nebo 4543. Tyto obvody však budou ukazovat jen čísla 0 až 9, při vyšším stavu čítače displej zhasne.
Jaroslav Belza
Elektronický potenciometr byl otištěn v Amatéském radiu řada B, č. 5/1991 na s. 175. Řídicí obvod zatím nikde nebyl.
22. 10. 2003