Lautstärkeregelung ohne D/A Wandlung mit Digitalpotis

[Franky]

Was ist von einer mehrkanaligen Lautstärkeregelung mit Digitalpotis z.B. von Microchip mit SPI Schnittstelle zu halten. Die Potis enthalten ja Widerstandskaskaden von bis zu 257 Einzelwiderständen die entsprechend geschaltet werden. Das Audiosignal wird Analog durch das Poti geleitet und nicht A/D gewandelt Die Ansteuerung beliebigen Zahl von Potis (also Kanälen) ist z.B. mit Node-MCU möglich. Über WiFi sind da entsprechende Volume-Control APP-Applikationen möglich.
Ich habe da z.B. an die Lautstärkeregelung an den analogen Ausgängen von digitalen Lautsprechercontrollern gedacht.

Kann das was taugen?

[Olaf_HH]

gerade User mit einem minidsp könnten 4 fach bzw 8 Fach versionen gebrauchen.
Ich finde die Idee gut

[jones34]

Klar gibt es da Sachen die taugen.
Es gibt aber auch schon fertige Chips die genau das machen was du suchst und eine hohe Qualität haben.
Cirrus CS3318 z.B.

Edit: Ich hab mir überlegt sowas bei meinem eigenen DSP Projekt direkt mit auf die Platine drauf zu packen. Da spart man sich dann noch etwas Elektronik im Signalweg.

[3eepoint]

Ich hab mir das Datenblatt für die MCP413X/415X/423X/425X mal angesehen. Es sieht so weit recht praktisch aus, allerdings lässt das Datenblatt noch ein paar Fragen offen.

So würde mich die nichtlinearität vs. Amplitude interessieren. Da haben Halbleiterbauteile im analogen als Schalter nemlich ziemliche Probleme mit. Auch die angeführte application note AN219 von Microchip schweigt sich da aus. Die anderen AN* hab ich mir noch nicht angesehen. Cirrus gibt da den THD+n im Datenblatt an.**

Die Tolleranzen für den Gesamtwiderstand scheinen höher zu sein***. Ansonsten fällt halt die komplette mechanik weg, was die Sache sehr attraktiv machen würde. Zudem kostet es wohl grade bei mehrkanal einen Bruchteil von dem, was ein Poti kosten würde.

Den Mircochip würde ich nur bedingt trauen, der Cirrus könnte of the shelf eine gute Wahl sein.


*Aufgeführt:AN1080,737,692,691,219
**Dazu sei aber auch gesagt das in den Cirrus Chip noch aktive elektronik drin ist. Der Micro hat wirklich nur die Widerstände und die switche
***nach AN219

[jones34]

Ich würde die Opamps im Cirrus sogar als Vorteil sehen.
So bekommt man eine geringe Quellimpedanz nach der Lautstärkeregelung.
Die eine Stufe mehr tut auch nicht mehr weh.

[3eepoint]

Ich würde die Opamps im Cirrus sogar als Vorteil sehen.
So bekommt man eine geringe Quellimpedanz nach der Lautstärkeregelung.
Die eine Stufe mehr tut auch nicht mehr weh.

Das war auch keines wegs negativ gemeint, sollte jedoch nicht unerwähnt bleiben, damit man nicht Äpfel mit Birnen vergleicht ;)

[ArLo62]

Hallo zusammen!
Was ist der Unterschied von den ic's oben z.B. zu PGA 2310/ 11?
Danke im Voraus und Gruß
Arnim

[dipoluser]

Hallo zusammen,

wir haben von der Fa. Horwege (Hoer-Wege) den DAC MKII mit dem PGA2310, wobei die Chips direkt auf der DA-Wandler-Baugruppe gesteckt wurde.

Details hierzu sind zu finden unter: http://www.hoer-wege.de/prepga.htm
zu finden.

Viele Grüße

Elke und Michael

[Franky]

Diese Steuerbarkeit über WiFi mit einer entsprechend programmierten App fürs Handy ist halt schon interessant. Weiß jetzt nicht ob das mit den Cirrus auch zu machen ist.

[jones34]

Natürlich geht das mit dem Cirrus (und sonst mit allen anderen solchen ICs).
Läuft ja alles über I2C oder SPI, lässt sich also einfach integrieren.

[ArLo62]

Es gab mal ein Projekt mit den pga's auf picplayer.de. Mit der Google Suche findet man noch Infos dazu. Leider hat der Entwickler das Projekt eingestellt. Das Ding war m.E. sehr professionell. Der pga wurde über einen pic angesteuert. Die Lautstärkeregelung lies sich auf x Kanäle erweitern. Das wäre vermutlich auch mit einer Wifi-Schnittstelle aufzurüsten gewesen. Leider steht der Quellcode nicht zur Verfügung. Ich habe die Lautstärkeregelung damals für 2 mini dsp's gebaut.
Gruß
Arnim

[Franky]

Hallo Jones34,

ich bin eigentlich auf diesem Gebiet ein Dummie. Wir haben da einen neuen Mann frisch von der Uni der neue Ideen hat. Dessen Ideen finde ich gut und manche in der Firma haben da wenig Interesse daran und bremsen ihn aus. Ich brauche etwas Futter um den Neuen da zu unterstützen. Ich bin da für jeden Input dankbar.

[Sathim]

Ich kann da keinen fachlichen Input geben, finde das Thema aber in Zeiten
der DSP-aktivierten DIY-LS sehr interessant. Mich persönlich treibt der Dämon
des möglichen Auflösungsverlustes bei zu starker digitaler Abschwächung
nicht allzusehr um, aber für's Gewissen und insbesondere auch für Wirkungsgrad-
starke Lautsprecher wär's schon gut.

WLAN/App-Steuerung wäre für mich eher uninteressant.
Wenn ich Musik höre, will ich mein Handy eigentlich lieber so weit wie möglich
von mir weg legen - das lenkt nur ab...

IR-Fähigkeit und Steurung über Drehgeber/Poti wären für mich völlig ausreichend.

[3eepoint]

Hallo Jones34,

ich bin eigentlich auf diesem Gebiet ein Dummie. Wir haben da einen neuen Mann frisch von der Uni der neue Ideen hat. Dessen Ideen finde ich gut und manche in der Firma haben da wenig Interesse daran und bremsen ihn aus. Ich brauche etwas Futter um den Neuen da zu unterstützen. Ich bin da für jeden Input dankbar.

Das einfachste wäre denke ich ein Cirrus/PGA, da da alles schon drin im Sinne von Buffer ect. Beide haben die üblichen Schnittstellen um mit anderen digitalen IC kommunizieren zu können*. Also gibt es, wenn man das nutzen möchte, 3 Möglichkeiten:

1. ESP32

Ein mittlerweile recht bekannte IC der ein gut etabliertes Umfeld hat und viel für Iot und Bluetoothprojekte in der Makerscene genommen wird. Hier anwendungen zu finden sollte kein Problem sein.

2. Microkontroller

Wenn das gerät eh schon einen drin hat kann man den natürlich zum ansteuern nehmen. Woher der dann seine Daten für die Lautstärke bekomm, Poti auf der Front, Internet, Schutzschaltung, Limiter, Zeitungshoroskop, ist dann der Anwendung überlassen.

3. DSP

Wenn eh ein DSP vorhanden kann man hier sicher Mute, Schutz und andere Funktionen nutzen um dem Regler was zukommen zu lassen.

Der Chip selber ist nicht netzwerk/Bluetoothfähig. Daher die Aufzählung

Es gingen theoretisch auch alle 3 zusammen wenn man das Protokoll entsprechend nutzt bzw. konfiguriert, sind ja schließlich Bus-systeme.

Ansonsten einfach mal pro/Kontra unter der Annahme einer analogen Lautstärkeregelung hinter einem Digitalem Gerät mit n-Kanälen und Fernsteuerung:

Pro:
->keine Mechanik
Demzufolge auch kein Verschleiß und dadurch bedingter Ausfall. Es gelten nur die üblichen Halbleiter Lebenzeiten
->Schneller
N Poti muss man auch motorgesteuert erstmal drehen, villeicht für Schutzschaltungen interessant?
->Kosten
Auch der Cirrus wird sicherlich weniger kosten als ein Mehrkanalpoti, zumal man für Bluetooth ect. ein motorgesteuertes+elektronik bräuchte.
->Platz
Eigentlich der selbe Vergleich wie Kosten, wie viel Platz braucht ein Cirrus 8 Kanal Regler im Vergleich zu einem 8 Kanal Poti?
->Bestückung
Ein SMD Chip ist da sicher billiger als ein Poti+drumherum.
->Keine Verluste durch Bitfehler
Ist an sich ein Vorteil, ich persöhnlich sehe das aber nicht soooo eng, siehe weiter unten...

Kontra:
->Höhere Gesamttolleranz
Hab jetzt nur in der AN219 geblättert, aber da ist von 20-30% die Rede wo Potis doch schon 15-20% liegen.**

Alles in allem wüsste ich nicht was gegen eine Bestückung mit solch einem Chip spricht, es sei denn das Quellgerät ist von den Ausgangsdaten her so krass, dass eine signifikante Verschlechterung eintritt.***

Ich hoffe das hilft ein wenig =)

*I2C, SPI
**Wobei ich mir sicher bin, dass wenn man in entsprechenden Mengen abnimmt eine Selektierung vom Hersteller aus machbar wäre.
***Was ich mir aber schwer vorstellen kann solange man nicht Daten von der Voyager 2 Sonde abgreifen will....

@Sathim

Nun, was den Verlusst angeht, 24Bit decken einen Zahlenberieich von +-8,388,607 ab. Bei 5Vss macht das also eine Auflösung von 3uV oder -110dBv, wenn du nur 2.5Vss darstellst und die Hälfte der Bits nutzt bist du bei 6uV oder -104dBv und ob das was ausmacht hängt eh davon ab wie sehr die Signalkette an sich rauscht.

[newmir]

Machen nicht alle modernen AVRs das genau so? Und für deren Steuerung gibt es doch mittlerweile auch Apps? Scheint mir ein bischen State-of-the Art zu sein ....und zwar schon eine ganze Weile. Geht es hier um die Neuerfindung des Rades? Irgendwie kann ich gerade der Diskussion nicht ganz folgen.

[Franky]

Danke 3eePoint, werde das weitergeben.

Die Idee kommt eigentlich aus dem Ela Bereich mit Zonenbeschallung. Da stecken die Verstärker oft in einem verstecktem Schrank und man kommt an die Regler nicht ran. Da wurde über einen Ersatz der Drehpotis eines 8 Kanalverstärkers durch eine APP basierte Steuerung unabhängig von Netzwerken usw. nachgedacht.
Fängt man einmal an nachzudenken fallen einem da auch gleich weitere Anwendungen ein.

[kboe]

.....und insbesondere auch für Wirkungsgrad-
starke Lautsprecher wär's schon gut.



WARUM das denn?
Es würde mir nie einfallen, die Empfindlichkeiten einzelner Wege über den DSP auszugleichen. Für sowas gibts doch Pegelsteller an den Endstufen:confused:

Just my 2 cts
kboe

[Franky]

An PA-Endstufen - aber nicht bei HiFi.

[kboe]

Auch da würd ich garantiert eher ein Poti in die cinch Leitung löten, als mit dem DSP runterzuregeln.

[Franky]

Darum geht es doch! Es geht um Regeln der Lautstärke anstatt mit Poti mit Digitalpoti. Digital wird nur der Widerstand geregelt. Das Audiosignal geht Line analog durch und wird nur im Pegel durch die geschalteten Widerstände geändert.

[NormalZeit]

2pi hat hier im Forum ein Projekt gemacht: Analoge Lautstärkeregelung für nach'm DSP oder Universal-Vorverstärker: DSPamPi (https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?14609-Analoge-Lautst%E4rkeregelung-f%FCr-nach-m-DSP-oder-Universal-Vorverst%E4rker-DSPamPi)

[Koaxfan]

In diesem Teil https://hifimediy.com/udp320-fully-digital-amplifier sollte sowas doch auch drin sein? So ein Gerät aber mit Netzwerkanschluss und in der Box eingebaut fände ich ideal. Willst Du mehr Lautsprecher, stellst Du einfach einen daneben, steckst Strom und Netzwerk an und fertig.

[ArLo62]

Wenn ich es nur um eine Regelung geht, bekommt man die günstig (leider meist nur mit 3 Eingängen) in der Bucht für unter 50€ mit Infrarot Fernsteuerung. Da macht man nix mehr selbst. Und die Qualität aus PRC ist auch ok.
Grtz
Arnim

[capslock]

Ganz grundsätzlich, solche digitalen Potis gibt es doch schon seit Urzeiten. Elektor hatte vor 30+ Jahren sogar halbdiskrete Varianten mit Widerstandsnetzwerk und 4053-Mulitplexer.

Das Widerstandsnetzwerk sollte idealerweise aus Metallschichtwiderständen bestehen und thermisch was abkönnen. Die CMOS-Schalter haben zwei Probleme:
- Abhängigkeit des Widerstands von der Signalspannung und dem Signalstrom
- Abhängig der Kapazität gegen das Substrat von der Signalspannung

Idealerweise sollte das Widerstandsnetzwerk niederohmig angesteuert und hochohmig abgetastet werden.

[mechanic]

Den Biino von Birger Maaß gibt es auch wieder https://www.audiopcb.de/boards/biino-volume-control/: - 6 Eingänge schalten und Pegel stellen :rolleyes: