Estoy tratando de diseñar un circuito de amplificador operacional 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 amplificador operacional dual de bajo ruido (hoja de datos)
- Interruptor CMOS analógico HEF4053B (hoja de datos)
Esta pregunta se trata esencialmente de integrar el interruptor. Sé que los relés son una alternativa a los conmutadores CMOS, pero a un costo aproximado de 5 a 10 veces no son realmente una opción en este diseño.
Ha habido buenas preguntas con respuestas sensatas sobre circuitos de amplificador operacional con ganancia variable (conmutable), por ejemplo, aquí . Esta pregunta no es sobre este tema, como sugiere el título. Pero tengan paciencia conmigo y déjenme elaborarlo como introducción.
Considere este circuito con ganancia variable:
La posición de los interruptores en este circuito es perfecta. Están a nivel del suelo, por lo que ningún desplazamiento influye en la resistencia del interruptor. Como resultado, en esta posición los interruptores no generan distorsión de modulación.
En la ruta de la señal, los interruptores también están lejos de los pines de entrada sensibles del amplificador operacional. Rin, Rf, Rg1 y Rg2 se pueden ubicar muy cerca de los pines de entrada. Si el interruptor estuviera en el lado de entrada del amplificador operacional, esto no sería posible.
Ahora al núcleo real de mi pregunta. Aquí hay 4 configuraciones posibles diferentes de multiplexación de entrada y ninguna de ellas se acerca a la configuración ideal anterior de la solución de ganancia variable.
El circuito alrededor de U3 está ahí para completar, pero es el menos sensato.
En los circuitos alrededor de U2 y U4, los interruptores ven un nivel de voltaje variable y eso conducirá a una 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 inversora. 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 circundante.
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 tocaron varios aspectos del tema principal. En esencia, estaba preguntando acerca de la mejor topología y ha derivado hacia las propiedades del interruptor (resistencia en línea, linealidad, capacitancia desactivada) y los efectos secundarios de la configuración de mezcla (la carga de nodos resulta en plops al cambiar), diafonía. ..
Soy muy consciente de todos estos problemas y podría haber simplificado demasiado la pregunta a favor de la claridad y el enfoque.
Andy alias ha planteado valiosas consideraciones que seguiré más allá, pero la solución sugerida es exactamente como lo hice en el pasado, con menos éxito de lo que esperaba.
τεκ planteó una alternativa simple pero interesante que también examinaré.
Mi conclusión intermedia es que intentaré conseguir el audiolibro Douglas Self. Voy a excavar en las propiedades de interruptor y FET e intentar simular su efecto en las diferentes topologías. Eso podría conducir a nuevas ideas y les informaré. Definitivamente voy a crear prototipos de diferentes soluciones al final. Por lo tanto, puede llevar algún tiempo, pero volveré con nuevas ideas e informaré.
