Sto cercando di progettare un circuito op-amp a basso rumore, bassa distorsione e basso costo per segnali analogici (audio) multiplexing. L'esperienza, la ricerca e alcuni esperimenti mi hanno già portato ai seguenti componenti in combinazione con un adeguato alimentatore a basso rumore:
- NE / SA5532A doppio amplificatore operazionale a basso rumore (scheda tecnica )
- Interruttore CMOS analogico HEF4053B (scheda tecnica )
Questa domanda è essenzialmente sull'integrazione dello switch. So che i relè sono un'alternativa agli switch CMOS, ma a circa 5-10 volte il costo non sono davvero un'opzione in questo progetto.
Ci sono state belle domande con risposte sensate sui circuiti op-amp con guadagno variabile (commutabile), ad esempio qui . Questa domanda non riguarda questo problema, come suggerisce il titolo. Ma abbi pazienza e lasciami approfondire come un'introduzione.
Considera questo circuito con guadagno variabile:
La posizione degli interruttori in questo circuito è perfetta. Sono a livello del suolo, quindi nessun offset influenza la resistenza dell'interruttore. Di conseguenza, in questa posizione gli interruttori non generano distorsione di modulazione.
Nel percorso del segnale, gli interruttori sono anche lontani dai pin di ingresso sensibili dell'amplificatore operazionale. Rin, Rf, Rg1 e Rg2 possono essere tutti posizionati molto vicino ai pin di ingresso. Se l'interruttore fosse sul lato dell'ingresso dell'amplificatore operazionale, ciò non sarebbe possibile.
Ora al vero nocciolo della mia domanda. Qui ci sono 4 diverse possibili configurazioni del multiplexing di input e nessuna di queste si avvicina alla configurazione ideale sopra della soluzione a guadagno variabile.
Il circuito attorno a U3 è lì per completezza, ma è il meno sensato.
Nei circuiti attorno a U2 e U4, gli interruttori vedono un livello di tensione variabile e ciò comporterà una distorsione della modulazione.
Il circuito attorno a U1 ha gli interruttori su terra virtuale, ma la loro posizione è anche sul pin di ingresso invertente. L'ho implementato in passato e per esperienza, questo layout porta ad un'alta sensibilità al rumore. Non sto parlando di rumore intrinseco del circuito, ma di rumore proveniente dall'elettronica circostante.
La mia domanda è se qualcuno ha esperienza con il miglior compromesso che può essere fatto, o può suggerire eventuali trucchi che possono aggirare gli svantaggi riassunti qui, o può suggerire uno schema intelligente, diverso che raggiunge lo stesso obiettivo.
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Nelle risposte e nei commenti sono stati toccati diversi aspetti del problema principale. In sostanza, stavo chiedendo quale fosse la migliore topologia e si è spostato verso le proprietà degli interruttori (resistenza on, linearità, capacità off) e gli effetti collaterali della configurazione di miscelazione (caricamento del nodo con conseguente caduta durante la commutazione), diafonia. ..
Sono ben consapevole di tutti questi problemi e avrei potuto semplificare eccessivamente la questione a favore di chiarezza e concentrazione.
Andy aka ha sollevato preziose considerazioni che perseguirò ulteriormente, ma la soluzione suggerita è esattamente come ho fatto in passato, con meno successo di quanto sperassi.
τεκ ha sollevato un'alternativa semplice ma interessante che esaminerò anche.
La mia conclusione intermedia è che proverò a procurarmi l'audiolibro di Douglas Self. Scorrerò le proprietà switch e FET e proverò a simularne l'effetto nelle diverse topologie. Ciò potrebbe portare a nuove intuizioni e riporterò indietro. Alla fine, proverò sicuramente diverse soluzioni. Quindi potrebbe volerci del tempo, ma tornerò con nuove intuizioni e riferirò.
