Страница 1 из 3 123 Последняя
Показано с 1 по 20 из 47

Тема: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

  1. #1
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для dortonyan
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    BLR
    Возраст
    38
    Сообщений
    3,573

    По умолчанию Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    В продолжение ветки Реле в сигнале решил выделить отдельную тему по всякого рода электронным коммутаторам.

    Замоделил разные варианты коммутации аналогового ключа на россыпи для схемы "mute" на выходе ЦАПа. Попробовал как параллельное шунтирование через резистор в землю, так и последовательный разрыв цепи.
    Оказалось, что у обоих вариантов есть свои недостатки:
    При параллельном шунтировании из-за нелинейной емкости мосфетов сопротивление перед ключом приходится делать небольшое, из-за чего ослабление сигнала такого ключа получается небольшое и потенциально возможна перегрузка выхода ОУ низким сопротивлением такого шунта.
    К тому же при такой коммутации спектр гармоник получается довольно широкий, с длинным шлейфом.
    Последовательный коммутатор (на разрыв цепи) лишен таких недостатков, т.к. на его электродах в рабочем режиме падение напряжения практически нулевое и выход ОУ такой ключ не нагружает. Нелинейность такого коммутатора определяется нелинейностью сопротивления открытого канала колюча, а спектр гармоник (в симуляции) очень короткий (быстроспадающий).
    Но линейность последовательного коммутатора зависит от соотношения сопротивления открытого ключа и сопротивления нагрузки. Для того чтобы обеспечить линейный режим при работе на нагрузку в 1к мосфеты для ключа следует выбирать с сопротивлением открытого канала порядка 50..100мОм, что в свою очередь означает повышенную проходную емкость, из-за которой, так же как и в случае с параллельным ключом, получается слабое ослабление сигнала на выходе.

    В результате, для реализации высоколинейного коммутатора с высоким ослаблением пришел к структуре SPDT ключа:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	изображение_2024-02-01_215908920.png 
Просмотров:	471 
Размер:	106.6 Кб 
ID:	449085
    В такой схеме используется сразу оба варианта коммутации (последовательный и параллельный) на мосфетах с разными хар-ками, которые дополняют друг друга.
    Для последовательной коммутации использованы мосфеты с малым сопротивлением канала, которые обеспечивают высокую линейность на низкоомной нагрузке.
    Для параллельной коммутации выбраны мосфеты с минимальными емкостями, для минимизации емкостной нагрузки на выход ОУ.
    В рабочем режиме низкое сопротивление последовательного коммутатора минимизирует нелинейности благодаря низкому импедансу перед параллельным ключом. А в режиме выключения параллельный ключ шунтирует проходную емкость последовательного ключа, улучшая ослабление сигнала.
    Можно видеть, что не смотря на подгонку входных емкостей ключей (С3), при переключении имеет место сквозной ток в несколько десятков мА. Для исключения "сквозняка" нужно усложнять схему, добавляя ф-ю "break-before-make". Либо управлять ключами от отдельных ИТ, задавая задержки алгоритмом управления в МК.

    Ослабление в режиме mute

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	изображение_2024-02-01_223138189.png 
Просмотров:	256 
Размер:	108.5 Кб 
ID:	449102
    [свернуть]

    Линейность в рабочем режиме на нагрузке 1к

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	изображение_2024-02-01_223407009.png 
Просмотров:	271 
Размер:	114.7 Кб 
ID:	449104
    [свернуть]


    Для затравки, еще пример реализации электронных силовых ключей ("электронных реле") в схеме питания УНЧ:
    Вложения Вложения
    Последний раз редактировалось dortonyan; 03.02.2024 в 14:09.

  2. #2
    Не хочу! Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    62
    Сообщений
    37,609

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Интересная мысль, разные транзисторы поставить.
    Я неделю назад подобное спаял, но все 7002 поставил, не понравилось на слух.

    P.S. Только у меня оно стояло после первого 24 ом резистора (R5), т.е. те что на землю - были параллельно конденсатору С1. Ну и схема управления была - два тумблера.
    "Замполит, чайку?"(с)"Охота за Красным Октябрем".
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  3. #3
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для dortonyan
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    BLR
    Возраст
    38
    Сообщений
    3,573

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Здесь дело не только в том, что транзисторы разные. Если сопротивление нагрузки не ниже 10к, то в последовательную цепь можно те же 7002 поставить. Даже если мериться будет хуже, на слух портить не должно.
    По крайней мере в симуляторе спектр искажений последовательного ключа (нелинейности сопротивления) быстроспадающий.
    Принципиально другое: что шунтирующий ключ включен сразу за последовательным, а последовательный - сразу на выходе ОУ. Таким образом шунтируется нелинейная емкость параллельного ключа.
    Судя по симуляции именно нелинейность емкости дает некрасивый широкий спектр.
    Для сравнения:
    Послед-ный ключ 7002 на 1к нагрузку:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	изображение_2024-02-01_232754050.png 
Просмотров:	194 
Размер:	118.0 Кб 
ID:	449108
    Послед-ный ключ 7002 на 10к нагрузку:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	изображение_2024-02-02_003021466.png 
Просмотров:	156 
Размер:	117.9 Кб 
ID:	449116
    Параллельный ключ 7002:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	изображение_2024-02-01_232919902.png 
Просмотров:	153 
Размер:	118.9 Кб 
ID:	449110
    Последний раз редактировалось dortonyan; 02.02.2024 в 00:31.

  4. #4
    Не хочу! Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    62
    Сообщений
    37,609

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Цитата Сообщение от dortonyan Посмотреть сообщение
    Если сопротивление нагрузки не ниже 10к,
    Я на 1-3к обычно нагружаю при проверказ, хотя в усилителях у меня именно 10.
    "Замполит, чайку?"(с)"Охота за Красным Октябрем".
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  5. #5
    Старый знакомый Аватар для SemSem
    Регистрация
    21.05.2020
    Сообщений
    570

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    dortonyan, а из подобных TMUX722x ничего не подойдет ?....
    делай что должно, и будь что будет...

  6. #6
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для dortonyan
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    BLR
    Возраст
    38
    Сообщений
    3,573

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Из интегральных ключей можно поискать, но с ходу ничего хорошего не видится.
    У ключей с низким импедансом слишком большие емкости с открытого канала на питание (конкретно у tmux7222 - 110пик), грузить такой емкостью выход ОУ как-то не очень. В схеме на россыпи эта емкость 5..10 пик (емкость параллельного ключа).
    А у интегральных ключей с малой емкостью соот-но будет высокий импеданс и скорее всего неважная линейность. У 7222, кстати, линейность тоже не очень.

    А так-то попробовать конечно можно, что-то вроде ADG7421. На 10к нагрузке линейность у них хорошая и емкости небольшие. Питание правда всего +/-2,5В.
    Но что будет если нагрузить хотя бы на килоом - вопрос.
    Рассыпное решение выглядит надежнее, и не сильно сложнее.

  7. #7
    Завсегдатай Аватар для Павлунчик
    Регистрация
    05.03.2012
    Адрес
    Ташкент
    Сообщений
    1,531

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Цитата Сообщение от dortonyan Посмотреть сообщение
    А в режиме выключения параллельный ключ шунтирует проходную емкость последовательного ключа, улучшая ослабление сигнала.
    Далёкий 1984 год. Журнал Радио №1, стр. 39.
    Собирал микрофонный ШИМ компрессор с прямой регулировкой, даже запись песни выкладывал на rmm форуме музыкантов. Выше 500 кГц работает неэффективно на ширпотребе CD4066. Как коммутатор - зависит от напряжения питания ключей и амплитуды. Действительно сверхмалые искажения передачи но постараться надо.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	ДАУ.jpg 
Просмотров:	264 
Размер:	104.1 Кб 
ID:	449133

  8. #8
    Не хочу! Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    62
    Сообщений
    37,609

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Цитата Сообщение от Павлунчик Посмотреть сообщение
    Действительно сверхмалые искажения передачи
    Для 84 года?
    "Замполит, чайку?"(с)"Охота за Красным Октябрем".
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  9. #9
    Завсегдатай Аватар для Павлунчик
    Регистрация
    05.03.2012
    Адрес
    Ташкент
    Сообщений
    1,531

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    Для 84 года?
    Я предупредил - "постараться надо". Собирать "идейные" схемы из Радио 84, как есть, дураком надо быть. Будем использовать эти идеи в более совершенных реализациях. А ключики, да, по другому не соединишь без неприятностей.

  10. #10
    Не хочу! Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    62
    Сообщений
    37,609

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Цитата Сообщение от Павлунчик Посмотреть сообщение
    Я предупредил - "постараться надо".
    А как именно надо с той схемой "постараться", чтобы получить, ну хотя бы 0.0001% ?

    Цитата Сообщение от Павлунчик Посмотреть сообщение
    Будем использовать эти идеи в более совершенных реализациях.
    Да помню я прекрасно этот цикл статей, кое-что тогда и в железе пробовал. Там типа ПЗС/ШИМ делали, и регулировали много чего частотой и скважностью.
    "Замполит, чайку?"(с)"Охота за Красным Октябрем".
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  11. #11
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для dortonyan
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    BLR
    Возраст
    38
    Сообщений
    3,573

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Цитата Сообщение от Павлунчик Посмотреть сообщение
    Цитата Сообщение от dortonyan Посмотреть сообщение
    А в режиме выключения параллельный ключ шунтирует проходную емкость последовательного ключа, улучшая ослабление сигнала.
    Далёкий 1984 год. Журнал Радио №1, стр. 39.
    Собирал микрофонный ШИМ компрессор с прямой регулировкой, даже запись песни выкладывал на rmm форуме музыкантов. Выше 500 кГц работает неэффективно на ширпотребе CD4066. Как коммутатор - зависит от напряжения питания ключей и амплитуды. Действительно сверхмалые искажения передачи но постараться надо.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	ДАУ.jpg 
Просмотров:	264 
Размер:	104.1 Кб 
ID:	449133
    Пытаюсь уловить связь между цитатой и постом, но не получается.
    При чем здесь схема микрофонного компрессора?
    Откуда в ней "сверхмалые" искажения?

    Посмотрел график сопротивления для 4066.
    Там на максимальном напряжении питания, на самом линейном участке кривой сопротивления, на сигнале амплитудой 2,5В разбег сопротивления открытого канала порядка 5 Ом. При работе на нагрузку хотя бы в 10к это означает искажения 0,05%. Какая тут к черту линейность?
    И это только на постоянном токе (без учета нелинейных емкостей ключа). В звуковой полосе соот-но будет еще хуже.

    Цитата Сообщение от Павлунчик Посмотреть сообщение
    Я предупредил - "постараться надо". Собирать "идейные" схемы из Радио 84, как есть, дураком надо быть. Будем использовать эти идеи в более совершенных реализациях. А ключики, да, по другому не соединишь без неприятностей.
    Т.е. вы нам сообщили что бывают интегральные аналоговые ключи? Ну спасибо. А линейность-то как получить?
    Не, я как минимум один из способов знаю - приделать плавающее питание. Но это в сто раз сложнее схемы из первого поста.

  12. #12
    Завсегдатай Аватар для Павлунчик
    Регистрация
    05.03.2012
    Адрес
    Ташкент
    Сообщений
    1,531

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Цитата Сообщение от dortonyan Посмотреть сообщение
    В результате, для реализации высоколинейного коммутатора с высоким ослаблением пришел...
    Назад за 1984 год. Где "используется сразу оба варианта коммутации (последовательный и параллельный)".
    А реализация этой идеи совершенно отдельный вопрос.
    Какие Вы выберите ключи и т.д. в зависимости от желаемых ТХ - здесь не принципиально.

  13. #13
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для dortonyan
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    BLR
    Возраст
    38
    Сообщений
    3,573

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Цитата Сообщение от Павлунчик Посмотреть сообщение
    Назад за 1984 год. Где "используется сразу оба варианта коммутации (последовательный и параллельный)".
    А реализация этой идеи совершенно отдельный вопрос.
    Павлунчик, я вас не пойму. Вы пытаетесь мне объяснить что аналоговый SPDT ключ был изобретен до моего рождения? Так я и без вас это знаю.
    На авторство изобретения аналогового SPDT ключа не претендую. Схему набросал на скорую руку, никакой гениальности в ней нет.
    У меня цель гораздо белее приземленная - построить коммутатор цепи "mute" без реле, но не уступающий по линейности.
    И тему я создал не чтобы повыпендриваться, а для того чтобы поделиться своими наработками и привлечь внимание публики к данному вопросу и к электронным коммутаторам вообще.
    Возможно кто-то знает более лучшее или более простое решение. Или предложит свои мысли по доработке/усовершенствованию схемы.

    Цитата Сообщение от Павлунчик Посмотреть сообщение
    А реализация этой идеи совершенно отдельный вопрос.
    Ну так эта ветка как раз и создана для обсуждения конкретных реализаций, а не для исторических очерков о том: кто что и когда изобрел.
    Были бы готовые интегральные ключи с низкой линейностью - ничего бы не изобретал. Нечего мне больше делать.
    Последний раз редактировалось dortonyan; 03.02.2024 в 01:28.

  14. #14
    Не хочу! Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    62
    Сообщений
    37,609

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Интегральные ключи тоже имеют право на использование, все зависит от того, куда их надо.
    Например на саб у меня прекрасно работают TMUX6219, и никто еще не заметил разницы с теми двумя предыдущими версиями устройства, где в одной стояло реле, а в другой вообще ничего.
    Но для мьют она не подойдет.
    "Замполит, чайку?"(с)"Охота за Красным Октябрем".
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  15. #15
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для dortonyan
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    BLR
    Возраст
    38
    Сообщений
    3,573

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Не спорю, я же приводил пример выше с ADG7421, которые и в звуковой полосе неплохо работают.
    Только что напряжение питания маловато и вход надо не сильно низкоомный.
    Если найти аналогичные повысоковольтнее, то вполне сгодятся, например, для электронного коммутатора входов УНЧ.

  16. #16
    Не хочу! Аватар для Alex
    Регистрация
    20.03.2003
    Адрес
    Worldwide
    Возраст
    62
    Сообщений
    37,609

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Цитата Сообщение от dortonyan Посмотреть сообщение
    Если найти аналогичные повысоковольтнее, то вполне сгодятся, например, для электронного коммутатора входов УНЧ.
    Для систем среднего уровня есть решния гораздо проще и лучше.
    Например Rohm BD 34701.
    Хоть он и называется "7.1ch Sound Processor" - его вовсе не обязательно для 7.1 использовать, он и в стерео хорошо подходит - готовый коммутатор на 12 стерео-входов + РГ.
    У меня есть на нем конструкция (не опубликованная пока), плюс он в одном из DIY вариантов преда WaVega2 Internal используется (но там он только как РГ).
    "Замполит, чайку?"(с)"Охота за Красным Октябрем".
    "Да мне-то что, меняйтесь!"(с)анек.
    <-- http://altor1.narod.ru --> Вопросы - в личку, е-мейл, скайп.

  17. #17
    Завсегдатай
    Автор темы
    Аватар для dortonyan
    Регистрация
    03.06.2009
    Адрес
    BLR
    Возраст
    38
    Сообщений
    3,573

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Цитата Сообщение от Alex Посмотреть сообщение
    Для систем среднего уровня есть решния гораздо проще и лучше.
    Например Rohm BD 34701.
    Ага, интересная микруха.
    Так может и для мьюта есть какой-нить специализированный чип, или специальный ОУ?

  18. #18

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    да, конечно, всё это возможно отсимулировать, причём довольно таки реалистично, дортоньян, не бросайте это, продолжайте. Я так же, всего за день нашёл, как именно получить -150дб Н2/Н3 с мосфетным коммутатором, на 600ом импедансе. Правда в реале вышло пожиже, но я и бился с ним не так долго и с SE вариантом, дифференциальный был бы заведомо лучше.
    Импульсно всё, в этом мире бушующем..

  19. #19
    Старый знакомый Аватар для mart
    Регистрация
    12.01.2019
    Сообщений
    599

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Цитата Сообщение от IVX Посмотреть сообщение
    Я так же, всего за день нашёл, как именно получить -150дб Н2/Н3 с мосфетным коммутатором, на 600ом импедансе.
    Покажите, пожалуйста, схему.

  20. #20
    Частый гость Аватар для Vlad Zhdanov
    Регистрация
    08.04.2005
    Адрес
    Москва
    Возраст
    61
    Сообщений
    274

    По умолчанию Re: Электронные коммутаторы (силовые и сигнальные)

    Никитин несколько лет назад сваял дискретную замену для ключей 4066, ant4066. Провел рекламную компанию на форуме но схему так и не показал. Посмотрите поиском по форуму.

    ---------- Сообщение добавлено 20:23 ---------- Предыдущее сообщение было 20:11 ----------

    Цитата Сообщение от dortonyan Посмотреть сообщение
    Посмотрел график сопротивления для 4066.
    Там на максимальном напряжении питания, на самом линейном участке кривой сопротивления, на сигнале амплитудой 2,5В разбег сопротивления открытого канала порядка 5 Ом. При работе на нагрузку хотя бы в 10к это означает искажения 0,05%. Какая тут к черту линейность?
    И это только на постоянном токе (без учета нелинейных емкостей ключа). В звуковой полосе соот-но будет еще хуже.
    Подбирал несколько лет назад для замены во входном коммутаторе усилителя замену для 4053. Промерил кучку разных брендов, результаты замеров ключей от Maxim, Philips, St. выкладываю:
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	4053maxim.jpg 
Просмотров:	187 
Размер:	270.4 Кб 
ID:	449453
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	4053philips.jpg 
Просмотров:	170 
Размер:	268.9 Кб 
ID:	449454
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	4053st.jpg 
Просмотров:	164 
Размер:	270.0 Кб 
ID:	449455
    Напряжение 1 V RMS. сопротивление нагрузки 10 ком.

Страница 1 из 3 123 Последняя

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •