使用单个元件电位器同时控制两个独立通道的增益

时间： 2024-01-30 来源：TOPPOWER官网

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音频和信号处理应用中经常出现的一个问题是，如何仅用一个旋钮同时控制双通道（例如立体声）输入的增益？当然，一个明显的解决方案是简单地使用双元件联动锅。但联动锅，尤其是精密多圈品种，是相对昂贵的特种产品。

这种设计思路提供了一种替代方案。它通过仅使用一个普通的单元件电位器 R 来控制两个通道的增益，从而避免了双元件联动电位器的缺点。展示出了两种实现方式。一种使用四运算放大器（见图1），适用于交流和直流信号，另一种使用四个分立晶体管，仅适用于交流（例如，20Hz 至 20kHz 音频）（图 2）。

两种方案都取决于 R 与其游标端子接地的连接。这将创建两个机械连接但电气独立的可变电阻 A 和 B。

A = WR 且 B = (1 – W) R

W 代表 R 的雨刮器位置，当 R 从逆时针 (0) 完全旋转到顺时针 (1) 时，从 0 到 1。R 是总元件电阻。

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图 1运算放大器解决方案需要四个放大器，其中包括两个 Howland 电流泵、一个差分放大器和大量精密电阻器；它也是直流耦合的。

在图 1 中，放大器 A2 及其周围的电阻器连接起来以创建 Howland 电流泵，注入

i = Ain / 2k

进入电位器的 WR 部分，以生成 Aout 信号：

Aout = iW 2k = (Ain / 2k) W 2k = Ain W 2k / 2k = W Ain。

够简单的。但是B通道呢？这同样开始了我们的工作，感谢缓冲的 Howland 源 A2 和 A3，电流

我 = Bin / 2k

注入 (1 – W) R 电阻以生成：

v = i(1 – W) 2k = (Bin / 2k )(1 – W) 2k = Bin(1 – W) 2k / 2k = Bin(1 – W)。

然后，差分放大器 A4 从 Bin 中减去该信号，生成 Bout，如下所示：

回合 = Bin – Bin(1 – W) = Bin(1 – (1 – W)) = W Bin。

提供微调器 Bnull 以微调 W = 0 时的 Bout = 0 取消。

图 2 实现了基本相同的功能，但采用了交流耦合（以允许晶体管直流偏置网络）和老式分立元件。我喜欢画它主要是为了向自己证明我仍然记得如何计算晶体管线性放大器偏置网络！

图 2分立解决方案由四个晶体管组成，其中包括三个电流源和一个差分级，并且是交流耦合的。

Q1 是一个简单的电流源，驱动电位计的上半部分以生成：

Aout = W Ain。

Q2 在电位器的下半部分执行相同的操作，在 Q4 的基极产生电压：

Q4b = B(1 – W)。

Q4 从 Q3 跨 R4 的发射极生成的信号中减去该信号，从而在 Q4 的集电极处产生：

回合 = B(1 – (1 – W)) = W Bin。

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