Hjälp med exponentiell förstärkare

[Fritzell]

Håller på med en applikation där jag behöver en förstärkare med en spänningsförstärkning på 60, med en variabel exponent. Man skall iallafall kunna trimma in den till ett precist värde.

Har kikat lite på den här kopplingen men hänger inte med riktigt på alla formler som visas på Wikipedia's sida om opampar.



Kan man översätta formlerna så att man kan räkna ut vad man ska ha för värde på motståndet för att få en viss exponent?

Eller finns det bättre och mer exakta kopplingar?


Tacksam för svar


Fritzell

[psynoise]

Spänningen ut blir
Vout = R*Iin
där Iin är strömmen genom dioden som du får från Shockleys diodekvation:

Se wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Diode#Shoc ... e_equation

[SvenW]

> Eller finns det bättre och mer exakta kopplingar?

Ja, naturligtvis. Man brukar använda bipolära transistorter snarare än dioder för sånt här. Det finns också speciella (och dyra) transistorer som t.ex Analog Devices' MAT02. Googla också på 'Gilbert cell'.

[Fritzell]

Tack för svaren.

Hm verkar intressant, men känner att mina mattekunskaper tar stopp när det gäller att förstå Gilbert cell.. Finns det nån enkel väg? Nån färdig koppling där man ex med några motstånd bestämmer exponenten med nån relativ enkel formel?

[psynoise]

Har du provat att labba i Spice?

[SvenW]

Den enkla vägen är väl i så fall spice-simulering. Ta hem Gnucap eller Ngspice. Spices modeller är betydligt mer kompletta än diodekvationen, eller Eber-Molls ekvationer som det heter vad gäller transistorer.
Det bästa är naturligtvis att jobba sig igenom matematiken, men jag har förståelse att det kan vara jobbigt. Att verkligen förstå de här sakerna kräver en hel del, bl.a. kvantfysik och statistisk fysik. Inte ens en civilingenjörsexamen räcker hela vägen, tyvärr.

[psynoise]

Förresten duger inte någon av dom kommersiella logaritmförstärkarna?

Lista från Farnell.

[Fritzell]

Har ej Spice, däremot Multisim 7 som jag testat kopplingen i första inlägget med, men jag lyckas inte få den att funka riktigt som jag vill.. Vill komma så lågt som 1.05 i exponent. Hm, krångligt det här.. Håller på att labba lite med en VCO (XR2206 i sweep-läge) som är linjär i frekvens vs styrspänning. Då avståndet i Hz ökar för varje ton skulle jag vilja ha någon log-styrning på detta så ex 1V in=220Hz, 2V =440Hz, 3V =880Hz osv. Faktorn är alltså ca 1.05 (1.059463094) för att komma till nästa halvton och jag antar att det är samma faktor man skall multiplicera spänningen med för att få effekten jag är ute efter.

SvenW, kan tänka mig det. Har inte läst mer än högstadiefysik och matte B på gymnasiet.

psynoise: De skulle säkert duga, om de går att förstå sig på . Ska kika igenom lite datablad- tack för tipset.
edit: Har kikat igenom en del och de flesta verkar inrikta sig på RF-signaler 50Mhz-5Ghz med ganska komplicerade kopplingar..

[SvenW]

Om du håller på med musik, synt, elorgel eller liknande så är det nog tveksamt om det är rätt väg med den här sortens analog teknik. Noggrannhetskraven i frekvens ligger på promillenivå. Det är inte helt enkelt att uppnå med hänsyn till variation i temperatur, luftfuktighet etc.
Titta på en digital lösning i stället. Till exempel PIC eller AVR enchipsprocessor.
När du väl lärt dig programmera den så är det lätt som en plätt att göra det du beskriver med en frekvensnoggrannhet som duger åt en pianostämmare. Själv skulle jag pröva med en AVR ATMega168. Kostar kanske en hundralapp inklusive tillbehör. Den mjukvara som behövs kan man ladda ner fritt. Åtmistone om man kör Linux. Råd och tips finns säkert att få här på EF.

[Fritzell]

Tack för svaret.

Jag har ett par PIC-processorer, mjukvara att programmera i och programmerare och kan lite assembler faktiskt, dock bara grundläggande. Idén jag har är att steglöst med en speciell linjär potentiometer som man spelar på, styra VCO'n. Lite som fiol. Eftersom man spelar efter gehör kommer inte temperaturfaktorn och andra liknande faktorer spela väldigt stor roll även om det är trevligt när tonerna sitter kvar på samma ställe men så stora märkbara variationer tror jag inte det kommer bli.. Vad syftar du på ska jag lösa med processorn? Log-förstärkare?


Fritzell

[psynoise]

Du ska alltså bara ha en oscillator som styrs av en potentiometer?

[Fritzell]

Bara och bara men i princip ja. Observera dock att kravet är att en omvandling från potentiometerns linjära skala måste motsvara konstanten 1.05, typ ju högre spänning ut ju mer förstärkning. Utspänningen från poten är 0-0.1V men går att anpassa till ex 0-6V. Jag vill också använda XR2206 som oscillator.

[SvenW]

> Vad syftar du på ska jag lösa med processorn?

Det jag tänkte på var frekvensnoggrannheten. Men det finns som sagt instrument där noggrannheten beror av spelemannen, som fiol eller teremin, och då går det nog lika bra med en analoglösning.

[Fritzell]

Aha. Ja precis. Men jag fick en ganska enkel idé som kan fungera. Tänkte testa den nu.

Tack för alla svar så långt!

[Fritzell]

Efter en hel del labbande kan jag konstatera att det här inte var så enkelt. Jag vill altså ha en form av logaritmförstärkare, där så att säga förstärkningen ökar eller är högre ju högre inspänningen är. En variation på 100mV i 5-6V regionen kanske resulterar i några volts variation medan 0-100mV kanske resulterar i 0-120mV. Exponenten skall vara trimbar på precitionsnivå

Har läst på en del om gilberts cell och provat andra analoga multiplicerar-kopplingnar men nästan allt jag hittat verkar förutsätta att man har extremt bra matematik-kunskaper vilket gör det lite krångligt.

Tips välkomnas! Alla lösningar är av intresse...

Tack /Fritzell