电位器(potentiometer)也被称作滑动变阻器(rheostat)是一个机械电子器件,通常具有三个端口,即左右两个固定端以及中间的滑动端。 两个固定端连接在 一个由电阻丝、碳膜、陶瓷、有机膜等组成的固定电阻两端。滑动端可以在电位器旋钮机械驱动下(单圈、多圈、直线)在电阻中间位置移动,从而改变滑动端与两个端口之间的电阻。
▲ 各种形式的电位器
电位器可以看成由两个电阻R12,R23串联起来的分压电路。其中R12,R23的阻值随着滑动端的位置变化而改变,但R12,R23相加等于一个固定的阻值。
▲ 电位器表示符号以及等效电路
在电路中,电位器可以对(直流、交流)信号产生可变比例的分压、可以产生不同阻值的电阻。例如用于放大器输入信号强度调节,反馈电路倍数调节,线路阻抗匹配调节,也可以作为位置传感器获取相应的角度和距离。
三端电电位器的概念一直持续到看到一个电动双联电位器,它包括两个电位器,都具有四个端口。
▲ 电动双联电位器
02内部接口
电动双联电位器是用于一些传统音箱放大器进行自动音量调节使用,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自动音量调节。
下图显示了这款电位器的外部接线和性能指标。奇怪的是,它的每个电位器都具有四个输出端口。
▲ 电位器的主要特性
通过测量可以看到,相比于传统电位器的三个端口之外,还有一个位于电阻中间的固定端口,它与两个固定端口之间的阻值基本相同。
下图网络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。
▲ 四条管脚的电位器内部结构
这类电位器为什么增加了一个固定中间引脚呢?
03增加端口作用
Steve Somers在 其博文 The Mysterious Loudness Control :What Does It Do?中给出用于音箱放大器中四端口电位器的功能。 他首先在一开始对人类听觉系统的特性总结了相关一些研究结果,显示在声音大的时候,人耳对于不同频率声音感知能力是相对平坦的。但当声音强度小时,对于低频和高频衰减的程度更大,特别是低频声音。 下图显示了贝尔实验室Harvey Fletcher等人在1930通过实验测量的很多人人耳实际相应曲线,然后平均计算之后得到的人耳感知曲线分布,正好说明了上面的特点。
▲ 人耳实际感知相应曲线分布
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