Incluso los circuitos antiguos como CD4051, CD4052, CD4053 y sus primos modernos del sabor 74HC tienen una característica interesante: se mencionan en el artículo 74HC4053 de NXP ...
- Amplio rango de voltaje de entrada analógica de 5 V a +5 V
- Traducción de nivel lógico: para permitir que la lógica de 5 V se comunique con señales analógicas de +/- 5 V
Tienen pines para + 5V, -5V y GND, este último usado como referencia para los niveles lógicos. El 4066 no hace esto, sin embargo. Y no todos los 74HC4053 hacen (verifiqué varios fabricantes, NXP / Toshiba / ON hacen esto pero TI no parece).
Estos chips son muy económicos.
Cuando el interruptor está apagado, solo la capacitancia de entrada a salida permanece en el circuito. Esto significa que la especificación de diafonía dependerá de la impedancia a tierra de lo que sea después del interruptor. Si el interruptor alimenta directamente una entrada de FET (impedancia de entrada muy alta), la pequeña cantidad de corriente que pasa a través de la capacitancia de estado de APAGADO producirá una gran cantidad de señal.
La solución es usar 74HC4053 que tiene interruptores SPDT y conectar uno de los polos del interruptor a tierra. Por lo tanto, el interruptor deja pasar la señal al opamp siguiente, o conecta la entrada del opamp a tierra. En este último caso, la fuga a través de la capacitancia del interruptor que está desactivado está cortocircuitada a tierra por el interruptor que está encendido.
El valor que desea es "aislamiento en estado desactivado", figura 17 en esta hoja de datos . A 100 kHz es -90dB, pero la resistencia de carga después del interruptor es 600R. Si usamos el interruptor como SPDT y cortamos la entrada no utilizada a GND a través de la resistencia del interruptor de 60 ohmios, será 10 veces mejor, ir. 20dB mejor. Bastante bien.
La resistencia ON del interruptor varía con el voltaje de entrada. Sin embargo, esto solo importa si la corriente fluye a través del interruptor. Por ejemplo, en el caso clásico de un 4066 utilizado como interruptor de entrada, seguido de un potenciómetro de volumen, la distorsión dependerá de la relación de la variación dependiente del voltaje de la resistencia ON frente a la resistencia del potenciómetro. Si alimenta una entrada opamp directamente, la corriente solo fluirá a través de capacitancias parásitas y por lo tanto será pequeña. Observe también la forma de la resistencia de ON frente a la curva de tensión de entrada. Tiene ondulaciones agudas a aproximadamente 2 V de los rieles (distorsión de alto orden) pero la parte central de la curva es suave (distorsión de bajo orden). Si su señal es de +/- 2V con rieles de +/- 5V, evitará los movimientos de orden superior.
Las capacitancias parasitarias también varían según el voltaje de entrada (como lo hacen todos los capacitores de silicio). Como los interruptores son FET, estamos viendo la capacitancia Cgs + Cgd, que desvía un poco de la corriente de entrada a las puertas y luego al circuito del controlador. Esto crea una distorsión que aumenta con una alta impedancia de la fuente, pero aquí se desconoce.
Al comparar interruptores para distorsión y diafonía, siempre ten en cuenta que depende de la resistencia de carga.
De todos modos. Si quieres barato, 74HC4053 parece difícil de superar.
Además, tenga cuidado con las luces de riel a riel: si tienen etapas de entrada duales (necesarias para la entrada de riel a riel), la distorsión aumentará a niveles de señal altos cuando se apague una de las dos etapas de entrada. También cosas como la ganancia de bucle abierto y la linealidad tienden a caer a medida que la salida se acerca a los rieles. Así que un poco de espacio para la cabeza no hará daño. Perder el rango dinámico de 1-2 dB no es tan malo si la distorsión es menor.
EDIT
Saqué un viejo artículo de Elektor sobre un preamplificador que usaba interruptores CMOS. Dado que la distorsión proviene de la capacitancia que depende del voltaje y de la resistencia ON, dije que me aseguraría de que no fluya corriente a través del interruptor poniendo el opamp directamente después, pero Elektor usa el método opuesto:
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Cuando SW1 está cerrado, la retroalimentación del opamp mantiene el voltaje en SW1 a cero voltios, lo que suprime los efectos y la distorsión que dependen del voltaje. Cuando SW1 está abierto y SW2 cerrado, la entrada está cortocircuitada para el mayor aislamiento. El inconveniente es que la impedancia de entrada es R2, por lo que, dependiendo de su aplicación, es posible que desee elegir un valor bastante alto. Si el opamp es una entrada JFET, no tiene el ruido de la corriente de entrada, por lo que hace que sea un problema menor.
Dado que planea una gran ejecución de fabricación, supongo que lo mejor sería tomarse el tiempo para prototipar ambos y medir la distorsión. Me interesaría el resultado!
