L'elettronica moderna ci ha abituati bene, è possibile trovare quasi tutto sotto forma di ic pronto all'uso, quasi sempre con pochi componenti esterni è possibile ottenere funzionalità molto complesse, spesso critiche, se realizzate con componenti discreti, però alcune cose non esistono o se esistono hanno costi enormi per una applicazione amatoriale.
Una delle cose che non potete trovare sotto forma di ic pronto all'uso è un potenziometro digitale con risoluzione maggiore di 10 bit, già questi costano tranquillamente 5-10 E, esistono pochi modelli a 12 bit, tutti irreperibili sul normale mercato consumer e con costi enormi per piccole quantità.
Per fortuna con un pochino di ingegno e una manciata di componenti è possibile costruire un ottimo potenziometro digitale a 16 bit.
In allegato trovate lo schema reale basato su un MCP4361 (digipot quadruplo a 8 bit) e un MCP6024 (opamp rail to rail quadruplo), lo schema teorico con componenti discreti, il tutto sia in formato immagine ad alta risoluzione che in formato nativo per Eagle 7.x, è compatibile anche con Eagle 8.x.
Il funzionamento è relativamente semplice, con riferimento allo schema teorico, sheet 2 dello schema, abbiamo i due ingressi del potenziometro marcati come POTA e POTB, tipicamente POTA va collegato alla tensione che vogliamo ridurre, POTB a GND, nulla vieta di inserire delle resistenze aggiuntive in serie a POTA e POTB se vogliamo calibrare il range di tensione su cui lavorare, POTC è l'out del potenziometro digitale.
R1-R2-R3, nello schema teorico, sono tre potenziometri digitali a 8 bit, sono collegati ad un opamp in configurazione voltage follower, se regoliamo POTA con uno step in più rispetto a POTB, p.e. POTA 100 POTB 99, sugli ingressi del terzo potenziometro digitale avremo una tensione pari n1/256 di quella applicata tra POTA e POTB, dato che R3 ci permette di variare ulteriormente la tensione in 256 step ne consegue che la tensione in uscita dal terzo opamp, POTC, è variabile complessivamente di 256256 = 65536 step.
Va da se che applicando a POTA una tensione fissa, preferibilmente tramite un generatore di tensione campione, è possibile ottenere un DAC a 16 bit abbastanza veloce, con i componenti consigliati utilizzando l'MCP4361 in versione da 5k è possibile arrivare a 2 MHz.
Schema reale
Schema teorico
16bitdigipot.zip (62.8 KB)
