Resistencias espaciadas logarítmicamente usando interruptores

1

Si desea un conjunto de resistencias espaciadas linealmente, puede usar una escala de resistencias espaciadas logarítmicamente y hacer un cortocircuito de diferentes combinaciones, como se describe aquí .

¿Hay alguna forma de obtener un conjunto de resistencias espaciadas logarítmicamente ?

El caso más simple:

Si tiene 2 interruptores SPST, hay 4 estados diferentes en los que puede estar activado (apagado-apagado, encendido-apagado, apagado-encendido, encendido-encendido).

¿Hay alguna forma de conectar estos interruptores con (cualquier disposición de) resistencias, de manera que la resistencia total entre dos nodos de los 4 estados sea {1, 10, 100, 1000}? En otras palabras, un reóstato logarítmico controlado digitalmente. Los estados no tienen que estar en ningún orden en particular.

Si esto es posible, ¿se puede extender a un mayor número de interruptores (8 valores de 3 interruptores, 16 de 4, etc.)?

    
pregunta endolith

2 respuestas

3

Disfruto los pequeños rompecabezas combinatorios y las preguntas "qué tal si", y trato de exprimir la máxima utilidad de las situaciones restringidas. Entonces, aunque espero que mis 'soluciones' no sean exactamente lo que estás buscando, pueden provocar cierta reflexión, y posiblemente un mayor experimento.

Si las series cambian como en una caja de resistencias convencional 1, 2, 4, 8 no funcionan, ¿qué tal una disposición en paralelo? ¿Te gustan estas configuraciones?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Es un poco de arrastre calcularlo manualmente, o incluso construir una hoja de cálculo para calcular la resistencia total para todas las combinaciones de interruptores, así que escribí un programa en Python para procesar los números, y usé el optimizador scipy para encontrar buenos valores, como Aunque la solución de 3 resistencias parece sistemática, no es obvio cómo eso se extiende a más resistencias. Si quieres una copia para jugar solo pregunta.

La disposición superior produce las siguientes resistencias de extremo a extremo para las 4 combinaciones de interruptores: 47ohm, 100ohm, 220ohm, 470ohm. Bonito registro, ¿eh? Incluso sigue las selecciones de resistencia E3.

Agregar más interruptores obtiene pasos más finos, pero obtenemos menos de 2 ^ n pasos de n interruptores, y recibimos aún menos que estén bien espaciados.

La segunda figura dio 14 configuraciones de resistencia únicas, cubriendo un rango de 28.4: 1, con los 10 espacios geométricamente más espaciados uniformemente ...

17.2, 23.3, 32.3, 47.9, 67.0, 100.0, 149.2, 222.7, 332.4, 488.1

... que tienen relaciones de paso entre 1.36 y 1.49. Aparte del primero, esos valores son muy similares a los de la serie E6, 22, 33, 47, 68, 100, 150, 220, 330, 470!

Este es un gráfico en un eje de registro de las resistencias

Desafortunadamente,lascosasnomejoranmuchocuandoagregamosinclusomásinterruptores.Probé8interruptores,9resistencias.Probévaloresaleatorios,valoresoptimizados,diferencialesajustados,ampliosdiferenciales.Sinembargo,siemprehuboungranpaso,amenudovarios,enelcentrodelagama.Sielgranpasohubieraestadoalfinal,hubierasidomástolerable.Peroungranpasoenelmedioinvalidalautilidaddeusogeneral,nopuedegarantizarquepodráencontrarelpasoquedesee.

Aquíhayunejemplodeunaejecuciónaleatoria.Estopermiteunaelecciónaleatoriaparacadaresistenciaenelrangode100a500ohmios.

Durante dos décadas de variación, y en su mayoría pasos finos. Pero puedes ver esos pasos más grandes, el más grande es la relación 1.35, muy poco mejor que la caja de 5 resistencias. Entonces, mientras que los interruptores adicionales mejoraron mucho el rango, la finura en las resistencias más bajas mucho, la falta de mejora en los grandes pasos en las resistencias superiores significa que no siento que la extensión a más interruptores tenga el efecto. Si bien la optimización puede mover los grandes pasos, realmente no los reduce tanto.

    
respondido por el Neil_UK
3

En dos terminales, con solo excitación binaria (activada o desactivada), la razón por la que la escalera R, 2R, 4R, 8R trabaja para hacer "todos los valores posibles" es porque el sistema numérico de las resistencias coincide con el sistema numérico de la excitación.

Entonces, tienes 0 con todos los interruptores cerrados, 1 con el primero abierto, 2 con el segundo abierto, 3 con el primero y el segundo abierto. Y etc si te gusta.

Para obtener una serie de décadas reales, desafortunadamente, necesita tantos switches como desee décadas útiles por encima de 1, en una configuración como esta:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Lo que también te permite hacer otros valores extraños, pero no "múltiplos" fáciles, ya que el sistema de excitación no coincide numéricamente con el sistema de salida y, por lo tanto, requiere elementos no lineales si quieres asegurarte de 2 binarios las entradas hacen (solo) las 4 salidas deseadas.

    
respondido por el Asmyldof

Lea otras preguntas en las etiquetas