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四端电电位器器器的内部结构介绍

更新时间:2023-12-26 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

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电位器()也被叫做滑动变阻器()是一个机械电子元件,一般具有三个端口,即左右两个固定端以及中间的滑动端。VwS物理好资源网(原物理ok网)

两个固定端联接在一个由内阻丝、碳膜、陶瓷、有机膜等组成的固定内阻两端。滑动端可以在电位器旋钮机械驱动下(单圈、多圈、直线)在内阻中间位置联通,进而改变滑动端与两个端口之间的阻值。VwS物理好资源网(原物理ok网)

▲各种方式的电位器VwS物理好资源网(原物理ok网)

电位器可以看成由两个阻值R12,R23串联上去的分压电路。其中R12,R23的电阻随着滑动端的位置变化而改变,但R12,R23相乘等于一个固定的内阻。VwS物理好资源网(原物理ok网)

▲电位器表示符号以及等效电路VwS物理好资源网(原物理ok网)

在电路中,电位器可以对(直流、交流)讯号形成可变比列的分压、可以形成不同电阻的阻值。诸如用于放大器输入讯号硬度调节,反馈电路倍数调节电位器如何串联电阻,线路阻抗匹配调节,也可以作为位置传感获取相应的角度和距离。VwS物理好资源网(原物理ok网)

三端电电位器的概念仍然持续到看见一个电动双联电位器,它包括两个电位器,都具有四个端口。VwS物理好资源网(原物理ok网)

▲电动双联电位器VwS物理好资源网(原物理ok网)

02内部插口VwS物理好资源网(原物理ok网)

电动双联电位器是用于一些传统耳机放大器进行手动音量调节使用电位器如何串联电阻,可以同时控制左右两路声道音量。即可手工调节,也可以有内部电路驱动进行手动音量调节。VwS物理好资源网(原物理ok网)

右图显示了这款电位器的外部接线和性能指标。奇怪的是,它的每位电位器都具有四个输出端口。VwS物理好资源网(原物理ok网)

▲电位器的主要特点VwS物理好资源网(原物理ok网)

通过检测可以看见,相比于传统电位器的三个端口之外,还有一个坐落内阻中间的固定端口,它与两个固定端口之间的电阻基本相同。VwS物理好资源网(原物理ok网)

右图网路上的图片显示了四端电位器内部的结构。其中第四个端口是固定在导电碳膜的中间位置。VwS物理好资源网(原物理ok网)

▲四条管脚的电位器内部结构VwS物理好资源网(原物理ok网)

这类电位器为何降低了一个固定中间引脚呢?VwS物理好资源网(原物理ok网)

03降低端口作用VwS物理好资源网(原物理ok网)

Steve在其博文:WhatDoesItDo?中给出用于音响放大器中四端口电位器的功能。VwS物理好资源网(原物理ok网)

他首先在一开始对人类触觉系统的特点总结了相关一些研究结果,显示在声音大的时侯,人耳对于不同频度声音感知能力是相对平坦的。但当声音硬度小时,对于低频和高频衰减的程度更大,非常是低频声音。VwS物理好资源网(原物理ok网)

右图显示了贝尔实验室等人在1930通过实验检测的好多人人耳实际相应曲线,之后平均估算以后得到的人耳感知曲线分布,恰好说明了里面的特性。VwS物理好资源网(原物理ok网)

▲人耳实际感知相应曲线分布VwS物理好资源网(原物理ok网)

在初期高保真音响系统中,还都使用分离的电子元元件来实现讯号频度均衡。右图就显示了通过一个太刀双掷开关按钮来选择音频补偿的电路。VwS物理好资源网(原物理ok网)

电路中C1,R,C2组成了一个带阻混频电路,提高后的频度份量通过电位器的中间固定管脚被引入电位器的输出。这样就可以在输出讯号中降低低频和高频的讯号份量。VwS物理好资源网(原物理ok网)

▲频率补偿电路VwS物理好资源网(原物理ok网)

因为补偿低频、高频份量是注入在电位器的中间位置,所以当音量控制电位器在高档(音量大)的时侯,这个作用并不显著。当电位器处于高端(音量小)的时侯,补偿讯号对于输出影响就很大。VwS物理好资源网(原物理ok网)

下边给出了上述电路网路简化线性模型。假定其中电位器有R2,R3串联而成。电位器第四个固定端口坐落中间,R2=R3。VwS物理好资源网(原物理ok网)

▲电路的等效模型VwS物理好资源网(原物理ok网)

这么U1电位器中间U3处的传递函数为:VwS物理好资源网(原物理ok网)

假定电路参数为:R1=1kΩ,R2=10kΩ,R3=10kΩ,C1=0.012uF,C2=0.3uF。这么该传递函数为:VwS物理好资源网(原物理ok网)

将s=j2πΩ代入前面表达式,令Ω从0变化到10kHz。取表达式的模(绝对值)可以得到电路网路的频度响应,如右图所示:VwS物理好资源网(原物理ok网)

▲电阻网路U3/U1的频度响应VwS物理好资源网(原物理ok网)

可以看见它的确是一个对低频和高频讯号提高,对于中频()左右的讯号有较大衰减的混频器网路。VwS物理好资源网(原物理ok网)

本想使用这款电动双联电位器用作实验中手动调整,但在订购时没有考虑到它是用于音频放大器所使用。除了它具有四个端口,但是它的中间滑动端的内阻变化与角度之间不是线性的。VwS物理好资源网(原物理ok网)

▲电位器运动VwS物理好资源网(原物理ok网)

右图给出了一款标称值为100kΩ电动电位器滑动端与其中一个固定端之间的内阻随着角度旋转的变化值。它显著呈现出一种指数变化的特点。这对于音量调整来说,符合人耳对于声音硬度的感知规律。VwS物理好资源网(原物理ok网)

▲施加+5V,脉冲100ms电位器联通步数VwS物理好资源网(原物理ok网)

图中也可以见到,因为中间固定点的存在,中间内阻变化存在一个小小的非线性波动。VwS物理好资源网(原物理ok网)

在现代耳机中,对于声音的控制和均衡逐渐过渡到专用集成化和数字处理器(DSP)来实现相同的功能。这除了省去了容积较大的电位器,并且在处理疗效上也比使用离散元元件组成的混频器好。VwS物理好资源网(原物理ok网)

随着技术的发展,这些四管脚电位器将会逐渐消失在我们的视野中了。VwS物理好资源网(原物理ok网)

公众号留言VwS物理好资源网(原物理ok网)

提问:卓老师那种队名和中学名印在了丝印层可以嘛?VwS物理好资源网(原物理ok网)

回复:规则上要求自制电路板的队伍信息(中学名、队伍名称、制作日期)须要放置在敷铜层。不能否置于丝印层。VwS物理好资源网(原物理ok网)

提问:卓老师,请问声音信标可以运用到哪些场景哩,还有我们的电磁和摄像头车车?VwS物理好资源网(原物理ok网)

回复:声音信标实际上是模拟实际应用中的被动声纳定位技术的应用。电磁车模是对深井钻探中电磁定位的模拟。摄像头车模则是对应实际应用中的视觉导航技术的应用。VwS物理好资源网(原物理ok网)

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