Здравствуйте!
Кто-нибудь использовал полевой транзистор в качестве электрически управляемого резистора? Поделитесь пожалуйста опытом. Какие лучше использовать? Хочу его использовать в нижнем плече резисторного делителя, на вход которого подается синусоидальное напряжение с постоянной положительной подставкой.

И получим точность +- лапоть.
Или возьмем сдвоенный и ОУ...
А зачем, если есть управляемые резисторы?

Вопрос сам задан не до конца... Какая частота? Какая точность? Стабильность? Какое напряжение?

1. Большая нелинейность, модуляция сопротивления входным напряжением.
2. Низкая температурная стабильность

Вам оно надо?

Управляемые резисторы, насколько я знаю, управляются микроконтроллером? Мне нужна чисто аналоговая схема.
Частота - порядка 30 - 40 кГц. Уровень нелинейных искажений не очень важен. Насколько важна температурная стабильность - точно не знаю, полевой транзистор является регулирующим элементом в петле отрицательной обратной связи, так что температурные изменения по идее должны отрабатываться и компенсироваться почти полностью.

Мне нужно на выходе получить синусоиду с регулируемой амплитудой. Искажения не очень важны. А по поводу модуляции сопротивления входным напряжением - по-моему, она будет не очень большой (нужно будет проверить экспериментально).
Вот моя схема:

Видятся три способа.
1. Аналоговый умножитель.
2. Подмешивать сигнал с на порядок более высокой частотой и детектировать его. С детектора - на управление.
3. Сделать второй (идентичный) канал, на который подавать сигнал с фиксированной амплитудой. См п. 2.
Еще почитать пример на эту тему в Титце и Шенке.

Амплитуда 2V - нереально. Кое как (с заметными искажениями) будет работать до 0,2V. Проверено в серии.
Меняйте схемотехническое решение.

Управляемый напряжением резистор раньше делали на полевых транзисторах с p-n переходом. Желательно выбрать транзистор с максимальным напряжением отсечки. При напряжениях сток-исток, меньших напряжения отсечки, получается вполне себе ничего переменный резистор.

Не могли бы объяснить, в чем причина? Какой полевой транзистор Вы использовали?

Вообще для меня идеальный вариант был бы использовать управляемый резистор R1. Тогда полевой транзистор был бы вообще не нужен. Но в качестве управляемого резистора R1 (не цифрового) ничего в голову не приходит, кроме резисторного оптрона. А их сейчас в продаже не найти.


Спасибо, Таня, за советы, но для моего устройства это слишком сложно.

Транзистор был КП103
1. Большая нелинейность, модуляция сопротивления входным напряжением.

Я тоже об этом читал. Но вот сообщение _3m меня насторожило.
Пушкарев Михаил, _3m, не встречали Вы случайно информации о применении транзисторов с изолированным затвором, в частности, с индуцированым каналом N-типа, типа тех, которые используются в импульсных источниках питания, но только не с ключевой, а с линейной характеристикой управления и маломощных?

А чем вас с p-n переходом не устраивает?
У КП103 есть и зарубежные аналоги, выпускаемы и по сей день.

Для повышении линейности можно поставить резистор сток-затвор сопротивлением примерно 100 кОм (можно уточнить экспериментально).

так схемы АРУ делали.

КП103 нужной буквы труднодоставаемы, у зарубежных абсурдный ценник и они тоже тяжелопокупаемы.
По этой причине отказалить от такой схемы.
ТС рекомендация одна: претряхивайте схемотехническое решение.
вот что рисует ltspice:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

http://www.chipinfo.ru/literature/radio/200405/p69.html
http://www.radioamator.ru/publ/skhemy_umzc..._aru/84-1-0-788

Это что ж такое... Получается, Ваше устройство всего в пару раз больше нарисованного?

Можете поставить аналоговый ключ, модулируемый ШИМ-сигналом управления. На выходе нужен будет только небольшой НЧ-фильтр. Линейность абсолютная, управление примитивнейшее.

МОП-транзисторы обедненного типа (Depletion Mode) ведут себя аналогично полевым транзисторам с управляющим p-n-переходом, например, BSS159. Только напряжение отсечки маленькое. Лучше что-нибудь типа BFR30.

Не проще ли операционным усилителем решить эту элементарную задачу? MOSFET в качестве управляемого резистора - плохое решение.

Ну, не настолько уж плохое. Если взять слаботочный мосфет (5А где-то), у него емкости десятки пик проходные, 400 пик затвор, так что пролезания особенного не будет заметно.
Температурная стабильность? - не такие мощности, чтоб он нагрелся за 50 град, а постоянный дрейф все равно у автора отсекается.
Другое дело - от управляющего напряжения будет зависеть очень сильно нелинейно.



Обратная связь-то на чем заведена? - на операционнике вероятно? Так вот вместо того операционника возьмите КМ525ПС3 (или один из импортных аналогов).
Микросхема умножителя - это прямо в сборе операционник внутри, и обратная связь для него, и регулировка амплитуды. (Я сейчас как раз занимаюсь с ними) Никаких навесных компонентов не требует.
На один вход подаешь синусоиду, а другим входом регулируешь ее амплитуду на выходе.
Абсолютно ничего страшно сложного.

Единственный нюанс - отечественная ПС3 требует +-15V, на пониженных работа ухудшается.
Импортные аналоги возможно ведут себя лучше.

Это решение ПМСМ плохое и с ОС, и без неё потому, что даже с глубокой ООС схема будет склонна к возбуждению вследствие большой крутизны MOSFET. А без ОС тут вообще ловить нечего.
Вот тут правильно советовали JFET, особенно подойдут мощные радиочастотные, у них хорошая линейность. Но ставить туда радиочастотный транзистор за несколько баксов нецелесообразно, из пушки по воробьям.
Если я ошибаюсь, поправьте, но на операционном усилителе это легко решается с помощью обычного биполярного транзистора в цепи инверсного входа неинвертирующего усилителя.

У трёхногих JFET-ов есть ахиллесова пята. Так-то они (до 0.3 В синуса на сток-истоке) более-менее линейны. Но когда затвор находится близко к отсечке (сопротивление канала в 20-100 раз выше минимального), то одна из полуволн на стоке сильно уменьшает сопротивление канала, когда модуль напряжения сток-затвор меньше исток-затвора. Синусоида сильно искажается на десятки %. При сопротивлениях (1-10 от минимального) этот эффект может быть слаб, особенно если напряжение отсечки 3 и более вольт. Но при желании этот косяк можно обойти, если не давать стоку приближаться к затвору ближе чем исток. По постоянке его как-то сместить. Часто к стоку подключён электролит. Можно исток (общий для затвора) сместить на вольт выше общей земли, а к точке электролит-сток подключить высокоомный (100к) резистор на общую землю. И этой "пяты" не будет. С четырёхногим фетом (КП305) тоже можно, но ничем не проще.

И что довольно странно, в ХиХ это фича даже не описана, там где джейфет рассматривается как управляемый резистор в аналогичной схеме (ООС в ОУ).

Upd.
Немного перемудрил. И сам ещё так не делал, может и там есть грабли. Если и смещать по постоянке, то на доли вольта (а это сложнее), лишь бы сток был всегда дальше от затвора, чем исток. 1 вольт - много, т.к. при привышении некоторого значения сток-исток, фет перестаёт быть аналогом резистора и постепенно превращается в стабилизатор тока, отчего появятся искажения. Может быть, что для четырёхногих джейфетов схема будет проще. Там можно сделать работу затвора относительно подложки, которую можно и на вольт поднять, а на сток-истоке держать нуль-падение по постоянке с резистивной характеристикой. Возможно там размах синуса можно давать побольше.

Спасибо всем за советы.
Буду думать.

Здесь есть статья про транзистор в качестве переменного резистора.
Правда FET а не MOSFET, но идея интересная.

Статья: Op amp linearizes response of FET VCA

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Применял КП303, КП103 в качестве переменных резисторов, в звуковых генераторах на мосте Вина, и не раз. В молодости. Отлично работало, правда, требовалось подбирать экземпляр с нужным напряжением отсечки (и/или начальным током стока). Работало отлично. Считается (по ХиХ), что линейность очень хорошая (в паре с делителем напряжения на двух резисторах), если грамотно применять. Если какие-то грабли и есть, то я на них не попадал. Импортные аналоги аналоги есть... JFET называются.

Полевиков довольно много, выбирать с максимальным напряжением отсечки, напр. BF245C BF545C BF556C BSR56 MMBF4391. Для уменьшения нелинейности - половину напряжения стока подать на затвор, как у Хорвица-Хилла. Альтернатива - резистивные оптроны типа VTL5Cxx или NS32slx, если не нужна широкая полоса по сигналу управления (они герц до 300-500 при больших токах)

Работает где-то до 0.3 вольта , конечно, напряжение при этом надо измерять и замкнуть ОС.
Плохо в том, что транзисторы нужны с высоким напряжением отсечки и их приходится отбирать, настраивать смещения.
Советую отказаться в пользу других принципов (ненастраиваемых и без подбора).

[quote name='asc2000' date='May 31 2012, 18:36' post='1064466']
Здравствуйте!
Кто-нибудь использовал полевой транзистор в качестве электрически управляемого резистора? Поделитесь пожалуйста опытом. Какие лучше использовать? Хочу его использовать в нижнем плече резисторного делителя, на вход которого подается синусоидальное напряжение с постоянной положительной подставкой.
[/quo

Использовал успешно, для формирования ШИМ сигнала, управляемого от напряжения в диапазоне 1-3В. Это напряжение снималось с потенциометра и подавалось на затвор транзистора типа КП303, что и меняло его импеданс в данной схеме. Для плавности регулирования транзистор должен быть с небольшой крутизной характеристики (еденицы). Подробно такое применение описано в книге Шелестова И.П. "Радиолюбителям полезные схемы" , откуда я эту идею подсмотрел

Здравствуйте, разрешите присоединиться к вашему сообществу!
Есть простой старый трюк, применяемый в студийных компрессорах (там рабочий уровень 0...+4дБ, т.е. около вольта), - перед регулированием ослабляют сигнал делителем до 10...100мВ, далее компенсируют это ослабление в усилителе, который стоит после этого аттенюатора. Если, как Вы пишите, малые искажения не очень важны, то можно ослабить и до 0,2-0,3В. В остальном, советовали верно - для снижения искажений два резистора (по 1МОм) + конденсатор (Хоровитц, Хилл). Транзисторы из доступных и дешёвых, например, у нас в Киеве - это J175 (смд - MMBFJ175). Можно, также, применять МОСФЕТ'ы, лучше с отдельным выводом подложки. Линейность, правда, получается чуть-чуть хуже. Я пробовал МОСФЕТ из микросхемы CD4007, HEF4007UBP (наша К176ЛП1), параллельно каналу подключал 2 последовательных резистора по 100кОм, а в их общую точку - подложку, это была ещё одна цепочка линеаризации в помощь первой. Кстати, для МОП'а резисторы "первой" цепочки не равны - тот, на который подаётся U_рег, у меня получился в 4 раза больше.
Если интересно использовать R1 в качестве регулируемого, то есть способ с плавающим ПТ, но там управление осуществляется через преобразователь "напряжение-ток", можно, в принципе и через простое токовое зеркало. Правда, я уже не помню, как там я включал линеаризирующую цепочку, которой нет в схеме-прототипе. Могу нарисовать, если что.

Да, интересно использовать R1 в качестве регулируемого. Не могли бы нарисовать схемку?
Я уже думал применить резисторный оптрон, но их трудно купить в Украине. И у них не очень хорошая температурная стабильность, да и ток потребления сравнительно большой.
Моя цепь стоит в положительной обратной связи автогенератора, и поэтому нельзя применять сложные схемы, которые будут существенно менять фазу. И я думаю, что сопротивление, управляемое напряжением, было бы лучшим решением. Но пока не хочу использовать цифровой резистор.
Напряжение питания у меня однополярное +5В.

Пока я рисую, рассмотрите возможность применения оптронов LED-JFET типа H11F1, F2, F3. Они не очень дефицитные, в Киеве продаются в Имраде по 19 грн. Им, правда, нужен значительный ток через LED, чтобы JFET полностью открылся, но это, полагаю, не очень критично. А вообще, это очень неплохой вариант для плавающих цепей.

Спасибо за наводку на H11F1. Изучаю datasheet, похоже что должно подойти.

Вот, нашёл-таки схему прототипа. Ну, и моя адаптация для управления напряжением.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

1) На In и Out должен быть такой потенциал, при котором ОУ будет работать в линейном режиме - немного больше 1/2 V+ при однополярном питании.
2) Q1, Q2, R2 - это преобразователь "напряжение - ток". Транзисторы должны быть одного типа, желательно подобранные по Uб-э и Bст. Eщё лучше взять монолитную пару.
3) При таком низком питании (5В) выбор J1 требует внимательного подхода. С одной стороны, для обеспечения низких искажений желательно большое U_отс, с другой - при высоком U_отс возможен срыв управления из-за достижения выходом Х1 уровня земли. Поэтому, желательно спроектировать схему так, чтобы рабочий режим достигался при почти полностью открытом J2, т.е. при небольшом управляющем Uз-и. Это, также, благоприятно скажется на уровне искажений (малое падение на канале).
4) X1 лучше лучше выбрать rail-to-rail типа.
5) Резисторы выбираются, исходя из величины U_contr, U_отс.

Этот концепт, реализованный в последней схеме не очень понятно какие имеет приемущества перед обычной схемой (кроме первого предложения на схеме из книги), в той, где фет включён в ООС. Ну и не очень ясно, куда подключён R3 на последней схеме. Я так понимаю, управление фета создаётся поддержкой постоянного управляющего напряжения относительно истока фета и это на плавающем фете. Но в обычной схеме всё то же самое, но только исток не плавающий. Все остальные же недостатки никак не нивелируются. Ну и по поводу подключения R3 там ещё особенность, но сначала хотелось бы узнать ответ о нём.

Попробуйте с симуляторе проверить работу схемы на предельном ослаблении (близком к полному отключению, допустим с сопр.фета = 30..100 от минимума) сигнала (обычного синуса).

Вот идея с оптроном LED-JFET (LED-MOSFET) очень интересная. Мне такое в голову не приходило, только с фоторезистором. Есть оптроны PVT322, с двумя последовательными мосфетами. Любопытно узнать результат их испытания вместе с H11F1.

Тут надо рассуждать с "другой стороны".
1) Имеем систему АРУ. Мы не знаем (ТС не написал), насколько должен быть ослаблен сигнал в процессе регулирования в установившемся режиме.
2) Исходим из того, что чем меньше напряжение на канале ПТ, тем меньше искажения. Значит, возможны, по крайней мере, 2 случая:
а) Ослабление в процессе регулирования большое, в таком случае, оптимальней схема автора из Сообщения #4 с включением ПТ после резистора на общий провод (землю). ПТ сильно открыт, на нём небольшое U, искажения небольшие.
б) Необходимое ослабление небольшое. Что-то мне подсказывает, что в генераторе автора так и есть, хотя, это сильно зависит от схемы. В этом случае, выгодней применить "горизонтальное" расположение ПТ - плавающее включение "из книги". ПТ почти полностью открыт, u_с-и небольшое, искажения тоже небольшие. Это ответ на Ваш первый вопрос. Т.е. абсолютного преимущества того или иного включения ПТ не существует, всё определяется требованиями АРУ базовой схемы. Про "обычную схему с фет-ом в ООС" не понял. Ну, т.е., такая схема есть, конечно, но автор спрашивал про (пассивный) аттенюатор.

Это "второй" резистор аттенюатора. Подключать можно, например, в искусственную среднюю точку питания. Её потенциал должен быть и на истоке ПТ ("+" вх. ОУ). В этом случае через ПТ не протекает постоянный ток, что и требуется. Если между этим резистором и ПТ включить разделительный конденсатор, то этот R3 можно включить на общий. Т.е. тут надо исходить из того, что для нормальной работы плавающего n-JFET на его канале не может быть потенциала земли (минус), иначе его уже никак не закрыть - неоткуда взять управляющий сигнал "минусее" минуса. В схеме же из Сообщения #4, канал ПТ может находится под потенциалом земли, а регулирование происходит "в плюс" от земли (p-JFET).

Я уже писал об этом - плавающее включение хорошо при небольших К_ослабления, т.е. когда ПТ почти полностью открыт. Повторюсь, всё определяется требованиями по К_ослаблению системы АРУ. Говоря Вашими словами, попробуйте с симуляторе проверить работу "обычной" схемы (с ПТ после резистора на землю) при небольшом ослаблении, тоже близком к полному отключению ПТ. Будет то же самое. Иначе говоря, для обеспечения малых искажений на канале ПТ не должно быть большого напряжения сигнала, т.е. по-любому, ПТ выгодней держать как можно более открытым, что в первой, что во второй схеме.

Это понятно, что сигнал для jfet-ов ограничен грубо на 0.3 вольтах. Найти бы красивую схему на jfet-е, которая будет качественно работает вплоть до полного закрытия фета, точнее около, т.к. закрыть его намертво несложно, достаточно подать на затвор напряжение отсечки на вольт выше относительно истока, если при этом сток-исток не будет плавать выше +-0.5 вольт. Вобщем с запасом.

Тут надо решать, что важнее - малые искажения или малый уровень шумов (широкий ДД). Если первое, то, как я уже предлагал, можно ослабить сигнал перед аттенюатором, затем усилить в такое же кол-во раз. Этот метод широко применяется в профессиональной звуковой аппаратуре в явном или неявном виде. Кстати, не сильно-то и пострадает ДД при уменьшении рабочего уровня до 10...50мВ. Это уровень, кстати, намного больший, чем, скажем, микрофонный или головок для винила/магнитофонов. Ничего, народ поёт в микрофоны и не сильно жалуется на шумы. А так, чтобы и без ослабления, и с малыми искажениями, и с максимальным ДД, и во всём диапазоне регулирования - такого не бывает в схемах с ПТ. В этом случае надо применять VCA, перемножители, ... и что там ещё.

А не покатит светодиод + фоторезистор? Достать, думаю, не проблема.
Ну и что, что термостабильность плохая. Вы думаете, она у кустарно прикрученного FET лучше будет?
Зато диапазон большой и т.д. (может, и шум маленький окажется).
Разве что ток портебления Вас не устроит (аж до 1-2 мА в случае сверхяркого СД).

Для термостабилизации можно поставить второй фоторезистор и по ОС с него регулировать ток СД, но это уже усложнение схемы.
Так и до нормального управляемого потенциометра недолго дойти, но это не наш метод