在音頻和信號處理應(yīng)用中經(jīng)常會遇到這樣一個問題：如何僅用一個旋鈕就能同時控制雙通道（例如立體聲）輸入的增益？當(dāng)然，一個顯而易見的解決方案就是用一個雙聯(lián)電位器。但雙聯(lián)電位器，尤其是精密多圈的版本，是相對昂貴的專業(yè)產(chǎn)品。

而這一設(shè)計思路提供了一種替代方案。它只用一個普通的電位器R來控制兩個通道的增益，從而避免了雙聯(lián)電位器的缺點。這里給出了兩種實現(xiàn)方式。一種使用四運算放大器（圖1），適用于交流和直流信號，另一種使用四個分立晶體管（圖2），僅適用于交流信號（例如，20Hz至20kHz音頻信號）。

兩種方案都取決于R與其游標(biāo)端子接地的連接。這就產(chǎn)生了兩個機(jī)械相連但電氣獨立的可變電阻A和B。

A=WR且B=（1–W）R

W代表R的游標(biāo)位置，當(dāng)R從逆時針（0）完全旋轉(zhuǎn)到順時針（1）時，就是從0到1。R是總元件電阻。

圖1 運算放大器解決方案需要四個放大器，其中包括兩個Howland電流泵、一個差分放大器和大量精密電阻器，并且它也是直流耦合的。

在圖1中，放大器A2及其周圍的電阻器連接成一個Howland電流泵，注入

i=Ain/2k

進(jìn)入電位器的WR部分，以生成Aout信號：

Aout = i W 2k = （Ain / 2k） W 2k = Ain W 2k / 2k = W Ain。

很簡單。那么B通道呢？這同樣要歸功于緩沖式Howland信號源A3和A4，

i = Bin / 2k

被注入（1–W）R電阻鐘，從而產(chǎn)生：

v = i（1 – W） 2k = （Bin / 2k ）（1 – W） 2k = Bin（1 – W） 2k / 2k = Bin（1 – W）。

然后差分放大器A1從Bin中減去該信號，生成Bout，如下所示：

Bout = Bin – Bin（1 – W） = Bin（1 – （1 – W）） = W Bin。

微調(diào)器Bnull用于微調(diào)W=0時的Bout=0的消除。

圖2實現(xiàn)了基本相同的功能，但采用了交流耦合（以允許晶體管直流偏置網(wǎng)絡(luò)）和老式分立元件。我喜歡畫它，主要是為了向自己證明我仍然記得如何設(shè)計晶體管線性放大器偏置網(wǎng)絡(luò)！

圖2 分立解決方案由四個晶體管組成，其中包括三個電流源和一個差分級，并采用交流耦合。

Q1是一個簡單的電流源，驅(qū)動電位器的上半部分以產(chǎn)生：

Aout = W Ain。

Q2在電位器的下半部分執(zhí)行相同的操作，在Q4的基極產(chǎn)生電壓：

Q4b = B（1 – W）。

Q4從Q3跨R4的發(fā)射極生成的信號中減去該信號，從而在Q4的集電極處產(chǎn)生：

Bout = B（1 – （1 – W）） = W Bin。

看，沒有運算放大器！而且，只有一種極性的電源。

不過，您可能已經(jīng)注意到，圖2的A和B信號路徑都是反相的。在音頻應(yīng)用中，只要反轉(zhuǎn)相這里一樣是對稱的，這通常不是問題。但如果這在您的預(yù)期應(yīng)用中會出現(xiàn)問題，您最好采用運算放大器解決方案。