¿Existe una manera estándar de construir una malla de topología de circuito configurable utilizando relés mecánicos o de estado sólido (u otros componentes)?

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Preámbulo:

  1. La motivación es construir una computadora híbrida analógica / digital que se pueda reconfigurar (la topología de los opapms, resistencias, condensadores, sumadores se conectan automáticamente, sin la mano humana)
  2. Para eso necesito poder enrutar / conectar señales analógicas (y cargas)
  3. No hay necesidad de conmutación de alta velocidad
  4. Aunque hay una necesidad de bajo ruido, baja interferencia y baja resistencia, impedancia, capacitancia a través de las conexiones.
  5. Aunque no sé mucho sobre ellos, creo que podría ampliar el funcionamiento de los interruptores de barra cruzada en las antiguas centrales telefónicas
  6. El costo es un factor importante
  7. Se preferiría el estado sólido sobre el mecánico
  8. Los FPGA digitales no son candidatos para este solitón ya que solo tratan con la señal digital
  9. Los FPGA tienen primos digitales ( vea esta pregunta ), pero Parece que tienen un recuento analógico muy bajo: 2 OpAms, 2 comparadores, y parecen sufrir ruido y algunos de los desafíos que mencioné anteriormente.

Quiero construir una malla de topología de circuito configurable utilizando relés mecánicos o de estado sólido (u otros componentes).

  1. Lo que imagino es que tengo un conjunto de clavijas eléctricas: 1 a N; Los alfileres podrían dejarse abiertos; conectado a un pin de un componente como un capacitor, inductor, OpAmp, Adder, Multiplicador, etc.
  2. Tengo un digital (¿bus?) que especifica la topología del circuito por un conjunto de especificaciones de cortocircuito de pin:

Un conjunto de especificaciones de cortocircuito de pin se ve así:

  • Pines cortos: 1, 11, 13
  • Pines cortos: 22, 12, 43
  • Pines cortos: 44, 66, 89

Tenga en cuenta que los cortocircuitos están diseñados para crear nodos de circuito (como en los nodos de leyes de Kirchoff)

He intentado ilustrar esto utilizando el diagrama a continuación.

¿Existe una forma estándar de construir una malla de enrutamiento de este tipo?

    
pregunta user1172468

2 respuestas

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¿Un sistema para hacer conexiones eléctricas entre pares de puntos? ¡Eso suena como ... una central telefónica (pre-digital)!

Siempre que no esté utilizando la mayoría de las conexiones la mayor parte del tiempo, podría construirlo con Interruptores Strowger .

Editar: plan B, el robot-pegboard: tome una hoja grande de "hardboard pegboard" (gran escala) o veroboard (pequeña escala). Pase los cables horizontalmente / verticalmente en cada lado, dispuestos de manera que una clavija de metal empujada a través haga contactos en ambos lados. Habiéndolo pensado, la confiabilidad de esto podría ser una pesadilla, probablemente tendrías que producir inserciones de muelles de forma masiva.

Si insiste en todos apunta a todos en otros puntos potencialmente todos a la vez (¡lo que la red telefónica no puede hacer!), entonces no hay atajo. Necesitará 100 x 100 interruptores, dispuestos en una cuadrícula. Cada uno de esos interruptores analógicos le permitirá manejar una sección 16x16 de la cuadrícula. Necesitarás 40 de ellos. Tenga en cuenta que cada interruptor tiene una resistencia de 200 ohmios, lo que podría ser un problema para aplicaciones de señales pequeñas. Diseñar la ruta para que la interferencia no destruya todo también va a ser interesante: ¿un escudo de tierra para cada señal?

(Básicamente, hay una razón por la que nadie construye enormes computadoras analógicas, y el problema del ruido es una gran parte de esto. Funcionará en las frecuencias de audio - vea sintetizadores analógicos modulares - pero a decenas de MHz simplemente se desintegrará)

    
respondido por el pjc50
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Como jms y pjc50 mencionados anteriormente, hay formas de cablear (pares de) FET para que actúen como conmutadores analógicos bidireccionales para señales analógicas en un rango razonable de voltajes y frecuencias.

Dichos circuitos se utilizan internamente en conmutadores analógicos controlados digitalmente, como ADG1311YRZ , multiplexores analógicos como ADG731BSUZ , interruptores de barra cruzada analógicos como AD75019 , etc.

Una forma estándar de construir una malla de topología de circuito reconfigurable automáticamente para señales analógicas es con una matriz analógica programable en campo (FPAA ) como las que se encuentran en un Cypress PSoC . (" ¿Hay algún FPGA analógico? ").

    
respondido por el davidcary

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