Amplificador de escala, interruptor analógico, respuesta rápida

Para ser perfectamente honesto, simplemente no hago esto con resistencias de retroalimentación intercambiables. Ese es un enfoque que, incluso si todo fuera perfecto, debe conducir a discontinuidades.

En vez de eso, prefiero algo como aproximar tu curva con una combinación de retroalimentación lineal y exponencial (es decir, resistencias y diodos en paralelo y en serie en la ruta de retroalimentación), o eso es lo que recomiendo encarecidamente :

Toma la ruta digital. Un microcontrolador muy simple con un ADC, una pequeña cantidad de firmware y un DAC o simplemente un PWM filtrado de paso bajo podrían hacer el truco por mucho menos costo del esquema de control complejo, con mucho menos esfuerzo de diseño y, por encima de Eso, mucho menos sorpresas.

En base a nuestro diálogo, estoy de acuerdo en que un simple microcontrolador probablemente no lo corta: Supongamos que tienes algo como un ARM Cortex-M4F; estos están disponibles en una multitud de proveedores, pero es muy raro ver uno con un ADC con un tiempo de conversión < 1µs. (compare el STM32F446 ); y luego tendría que agregar la transferencia DMA, la aplicación de la función de transferencia y la transferencia DMA al DAC, así como el tiempo de conversión de eso a la ecuación. Triste.

Por lo tanto, la otra ruta digital que puede elegir (y eso a veces se realiza en predistorters digitales) está utilizando circuitos integrados de ADC y DAC (o uno que combina ambas funciones, por ejemplo, el AD9860), y algún tipo de FPGA entre ellos. considerando que básicamente necesita hacer una multiplicación de puntos fijos y dos comparaciones a una velocidad > = 10MHz para lograr sus requisitos de latencia, un FPGA ICE40 barato podría reducirlo aquí. La ventaja adicional es que puede programarlo utilizando una cadena de herramientas de código abierto y gratuita. De este modo, el dispositivo es fácilmente ajustable en el campo. Mi intuición me dice que su aplicación es algo entre las líneas de contrarrestar las no linealidades de un sistema siguiente, y la pre-distorsión no está sub-investigada :)

Entonces, desde lo alto de mi cabeza, algo como lo siguiente podría funcionar; ¡Tenga en cuenta que, de todas formas, no me preocupa demasiado la cuantización, porque de todos modos terminará sobreexplotando su señal!

Signal -> ADC Buffer ----> ADC ----> FPGA ----> DAC -> DAC Buffer -> Signal
example:             -> ADC10321 -> ICE40HX -> DAC901 ->

Pero, por supuesto, un sistema basado en FPGA necesitaría algo de memoria de configuración, y probablemente agregará un microcontrolador para configurar el ADC y el DAC, y luego, agregará fuentes de alimentación, etc. Ahí vamos a superar la complejidad de la "solución aproximada de la transferencia mediante la búsqueda de una red de retroalimentación no lineal adecuada".

Para ser completamente franco, solo intentaría algo como considerar esto:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Y luego prepare una secuencia de comandos de Python que solo intente con algunos tipos de diodos estándar y tres o cuatro décadas de resistencias E24 hasta que obtenga una curva de transferencia que se vea lo suficientemente cerca de la suya.

Los interruptores analógicos son un problema en amplificadores como este, pero puedes aliviar las cosas moviendo la posición de su circuito. Para las resistencias de retroalimentación, los conmutadores analógicos están conectados a la salida del amplificador operacional; ahora, su capacitancia a tierra no es efectiva.

También puede intentar hacer lo mismo con los tres conmutadores de desvío Vref: intente conectar a tierra un extremo de cada conmutador en lugar de tenerlos en el nodo del op-amp; inserte resistencias entre el interruptor y el amplificador operacional, es decir, mantenga los pines del interruptor analógico alejados de las entradas sensibles del amplificador operacional. No será perfecto, por supuesto, pero será mejor.

Considere usar diodos y resistencias de RF de baja capacitancia (o microondas) en la ruta de retroalimentación en lugar de interruptores analógicos.