Estoy intentando diseñar un circuito de amplificación operativa de bajo ruido, baja distorsión y bajo costo para multiplexar señales analógicas (audio). La experiencia, la investigación y algunos experimentos ya me llevaron a los siguientes componentes en combinación con una fuente de alimentación adecuada de bajo ruido:
- NE / SA5532A doble amplificador operacional de bajo ruido (hoja de datos)
- Conmutador CMOS analógico HEF4053B (hoja de datos)
Esta pregunta es, en esencia, sobre la integración del conmutador. Sé que los relés son una alternativa a los interruptores CMOS, pero en aproximadamente 5 a 10 veces el costo no son realmente una opción en este diseño.
Ha habido preguntas finas con respuestas sensatas sobre circuitos de amplificador operacional con ganancia variable (conmutable), p. ej. aquí . Esta pregunta no es sobre este tema, como sugiere el título. Pero ten paciencia conmigo y déjame explicarlo como una introducción.
Considere este circuito con ganancia variable:
Laposicióndelosinterruptoresenestecircuitoesperfecta.Estánaniveldelsuelo,porloqueningúndesplazamientoinfluyeenlaresistenciadelinterruptor.Comoresultado,enestaposición,losconmutadoresnogenerandistorsióndemodulación.
Enlarutadelaseñal,losinterruptorestambiénestánalejadosdelospinessensiblesdeentradadelamplificadoroperacional.Rin,Rf,Rg1yRg2puedenubicarsemuycercadelospinesdeentrada.Sielinterruptorestuvieraenelladodeentradadelamplificadoroperacional,estonoseríaposible.
Ahoraalnúcleorealdemipregunta.Aquíhay4configuracionesdiferentesposiblesdemultiplexacióndeentradayningunadeellasseacercaalaconfiguraciónidealdelasolucióndegananciavariable.
El circuito alrededor de U3 está ahí para completar, pero es el menos sensible.
En los circuitos alrededor de U2 y U4, los interruptores ven un nivel de voltaje variable y eso conducirá a la distorsión de la modulación.
El circuito alrededor de U1 tiene los interruptores en tierra virtual, pero la posición de ellos también está en el pin de entrada inversor. He implementado esto en el pasado y por experiencia, este diseño conduce a una alta sensibilidad al ruido. No estoy hablando del ruido inherente del circuito, sino del ruido de la electrónica que lo rodea.
Mi pregunta es si alguien tiene experiencia con la mejor compensación que se puede hacer, o puede sugerir algún truco que pueda eludir las desventajas resumidas aquí, o puede sugerir un esquema inteligente y diferente que logre el mismo objetivo.
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En las respuestas y comentarios, se abordaron varios aspectos del problema principal. En esencia, preguntaba sobre la mejor topología y se ha desplazado hacia las propiedades del conmutador (resistencia de encendido, linealidad de encendido, capacitancia de apagado) y los efectos secundarios de la configuración de mezcla (la carga del nodo produce plops al cambiar), interferencia ,. ..
Soy muy consciente de todos estos problemas y podría haber simplificado en exceso la pregunta en favor de la claridad y el enfoque.
Andy aka ha planteado valiosas consideraciones que seguiré, pero la solución sugerida es exactamente la que he hecho en el pasado, con menos éxito del que esperaba.
τεκ planteó una alternativa simple pero interesante que también analizaré.
Mi conclusión intermedia es que trataré de conseguir el libro de audio Douglas Self. Investigaré las propiedades del switch y FET y trataré de simular su efecto en las diferentes topologías. Eso podría llevar a nuevas ideas y voy a informar. Definitivamente voy a hacer prototipos de diferentes soluciones al final. Por lo tanto, puede llevar algo de tiempo, pero volveré con nuevas ideas e informaré.
