Potentiometer

Elektrisk symbol för en potentiometer

Potentiometer är en typ av reglerbart motstånd som har tre anslutningar. Den har en vridbar glidkontakt som ligger an mot en resistiv bana, exempelvis kolbana. Den skiljer sig från ett reglerbart motstånd (reostat) genom att den fungerar som en spänningsdelare. En reostat kan ersättas med ett fast motstånd, en potentiometer ersätts med två motstånd där summan av resistansen blir potentiometerns värde.

För att ändra potentiometerns resistans, flyttar man glidkontakten så att strömmen får en längre eller kortare väg genom kolbanan.

Potentiometrar finns med flera olika egenskaper, varav de två vanligaste är linjära och logaritmiska. Egenskapen brukar ofta betecknas med en bokstav före motståndsvärdet, till exempel "A500k". Det saknas dock en enhetlig standard. Vissa tillverkare använder A för linjära och B för logaritmiska, medan andra använder A för logaritmisk ("audio") och B för linjär.

Logaritmisk potentiometer

Emedan en linjär potentiometer är enkel att förstå då resistansen mellan glidkontakten och det gemensamma benet via t.ex en kolbana är i direkt proportion till den vinkel som potentiometern står på, är en logaritmisk potentiometer något svårare att förstå.

Anledningen till att man har uppfunnit logaritmiska potentiometrar är det sätt på vilket vi människor uppfattar ljudstyrka eller volym. Vår hörsel är kraftigt olinjär dvs logaritmisk i det avseende att förändringar relativ total tystnad är lätta att höra medan förändringar där ljudnivån redan är hög kräver mer ljudeffekt. Detta borde vara synligt i så kallade isophonkurvor som beskriver örats känslighet för ljudnivåer med avseende på frekvens och styrka.

Enligt vedertagen praksis beskrivs en logaritmisk potentiometers relativa resistans av:

${\frac {R}{Rmax}}=10^{-2\alpha }$

där

$\alpha$

är den procentuella vinkeln som potentiometern är vriden från det att resistansen (R) är Rmax till dess att resistansen är mycket nära noll. Den blir dock i teorin aldrig noll då detta bara existerar i oändligheten hos logaritmiska funktioner. I praktiken blir dock R noll då glidkontakten får kontakt med det gemensamma benet vid full utstyrning.

Av ovanstående formel förstår man att minimal kvot innebär en dämpning på 100 ggr (=10^-2, alpha=1) eller -40dB. Detta är alltså teoretiskt max vad en logaritmisk potentiometer kan dämpa inkommande signal.

Om vi omsätter det i praktiken så innebär detta att det första steget hos volymratten kommer reglera från

$dB=-\infty$

till

$dB=-40$

Men -40 dB motsvarar en resistiv eller spänningsmässig dämpning om 100 ggr. Detta taget i kvadrat motsvarar den effektmässiga dämpningen som alltså är "Maximal uteffekt" delat med tiotusen. Om man således spelar på en förstärkare som maximalt lämnar 50W/kanal (vilket är ganska vanligt) så motsvarar första snäppet på volymratten 5mW. Denna effekt är i paritet med vad vanliga smartphones maximalt levererar ut till lurarna. Betänk då också att de här ska driva högtalare av mycket sämre verkningsgrad. Kort sagt, 5mW hörs knappt i en stereo.

Om man vrider volymsratten till "klockan tolv" (alpha=0,5) händer nåt roligt och häpnadsväckande (och detta är verifierat). Potentiometern dämpar då signalen 10 ggr. Kvadrerat innebär detta således att vid "klockan tolv" spelar man i normalfallet inte med mer är runt en enda Watt, vilket vanligtvis är en rätt schysst party-volym.

Elektronik-portalen