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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Umschalten von Analogsignalen


Autor: Mi Mo (mike123)
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Hallo,

bei einer Schaltung geht es um das Umschalten von Analogsignalen bis zu 
einer Frequenz von 5MHz.

Ein 4-Fach-Analog-Signal kommt rein und wird dann über 4 
Relais/Analogschalter weitergereicht, jeweils Blockweise
Untenstehend mal skizzenhaft angedeutet

                         R bzw. A    Block1
                         |---|       -------- Signal A1 OUT
                         |   |       -------- Signal A2 OUT
                         |   |       -------- Signal A3 OUT
                         |---|       -------- Signal A4 OUT

                         R bzw. A    Block2
Signal X 1 IN ------     |---|       -------- Signal B1 OUT
Signal X 2 IN ------     |   |       -------- Signal B2 OUT
Signal X 3 IN ------     |   |       -------- Signal B3 OUT
Singal X 4 IN ------     |---|       -------- Signal B4 OUT

                         R bzw. A    Block3
                         |---|       -------- Signal C1 OUT
                         |   |       -------- Signal C2 OUT
                         |   |       -------- Signal C3 OUT
                         |---|       -------- Signal C4 OUT

wobei R = Relais und A=Analogschalter ist.

An alle Schaltungsexperten, die Erfahrungen mit dem Einsatz von 
Analoschaltern bzw. Miniatur-Relais haben.

Gibt es Empfehlungen, die für ein Design mit Analogschaltern sprechen, 
oder "Hochfrequenztaugliche" Miniatur-Relais?

Allgemein Erfahrungen bzgl. Übersprechen der Signale.


Schönen Abend,
Michel

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Michel,

bei so vielen Signalen wären Relais ziemlich stromverschwendend, obwohl 
es da auch einige sehr gute Typen mittlerweile gibt.

Ich denke bis 5MHz können problemlos Analogschalter eingesetzt werden, 
vorausgesetzt die Signalspannungen sind nicht utopisch hoch.

Bei 5MHz ist dem Übersprechen und der Ausschaltdämpfung aber schon 
besondere Beachtung zu schenken. Je nach Anforderung kann es sinnvoll 
sein, getrennte Sinale mit getrennten Chips zu schalten, um das 
Übersprechen zu minimieren. Und die Ausschaltdämpfung läßt sich 
drastisch verbessern, wenn ein ausgeschalteter Kanal am Eingang mit 
einem Wechselschalter auf Masse gelegt wird, so wie im Anhang rechts bei 
den DG419-Schaltern gezeigt. Dieses Bildchen hat nichts mit deiner 
Applikation zu tun, sondern stammt aus einem anderen Thread!

Analogschalter zeigen hervorragende Eigenschaften, wenn sie am 
invertierenden Eingang eines invertieren OPamp angeordnet werden, wenn 
sie also mit einem Pol auf die virtuelle Masse gezogen werden. Dann sind 
die harmonischen Verzerrungen besonders niedrig.

Wirkliche HF-Signale (>5MHz) schaltet man in 50R- oder 75R-Technik mit 
sogenannten T-Schaltern. Da hat MAXIM ein schönes Sortiment.

Kai Klaas

Autor: David ... (volatile)
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Crosspointswitch?
Ich habe noch welche rumliegen, zB 
http://www.intersil.com/data/fn/fn2793.pdf oder 
http://www.intersil.com/data/fn/fn4153.pdf

Autor: Mi Mo (mike123)
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Guten Morgen,

erstmal vielen Dank für die Antworten.

Das Analogsignal kommt von einem LCR-Meter mit
- Sense-
- Minus
- Plus
- Sense+

Eckdaten des Analogsignals sind:

-10mV bis 5V
-42Hz bis 5MHz


An diesem LCR-Meter sind über eine Matrixverschaltung diverse Abgriffe 
für Sensoren verschaltet.
Der jeweilige Sensor ist über eine 4-Draht-Messung über die Matrix und 
den Relais/Analogschaltern mit dem LCR-Meter verbunden.
Sense- bzw. Sense+ werden kurz vor dem Sensor mit Minus bzw. Plus 
verbunden.

                         R bzw. A    Block1
                         |---|       -------- Signal A1 OUT
                         |   |       -------- Signal A2 OUT
                         |   |       -------- Signal A3 OUT
                         |---|       -------- Signal A4 OUT

                         R bzw. A    Block2
Signal X 1 IN ------     |---|       -------- Signal B1 OUT
Signal X 2 IN ------     |   |       -------- Signal B2 OUT
Signal X 3 IN ------     |   |       -------- Signal B3 OUT
Singal X 4 IN ------     |---|       -------- Signal B4 OUT

                         R bzw. A    Block3
                         |---|       -------- Signal C1 OUT
                         |   |       -------- Signal C2 OUT
                         |   |       -------- Signal C3 OUT
                         |---|       -------- Signal C4 OUT


Kurz vor dem jeweiligen Sensor wird Signal A1/B1/.../X1 OUT mit Signal 
A2/B2/.../X2  OUT verbunden und A3/B3/.../X3 OUT mit Signal A4/B4/.../X4 
OUT verbunden.

Aktuell geht es nun um Erfahrungswerte, die für einen Einsatz eines 
Relais, bzw. eines Analogschalters sprechen.

@David:

Zu den Crosspointswitchs.
Hast du damit gute Erfahrungen gemacht?


Zu dem möglichen Miniatur-Relais:
Omron, G6K-2P für 5V

Auszug:
-Schaltspannung 125 VAC / 60 VDC
-Spannung DC 5 V=
-Innenwiderstand (Ri) 237 Ohm
-Leistungsaufnahme (Betrieb) 0,1 W

Gruß,
Michel

Autor: David ... (volatile)
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Mi Mo schrieb:

> @David:
>
> Zu den Crosspointswitchs.
> Hast du damit gute Erfahrungen gemacht?

Ich habe leider nie was damit gemacht :( Ich meine ELV haette damit mal 
ein Projekt gehabt...
Ich denke aber, dass die Dinger bei deinen niedrigen Frequenzen gut 
einzusetzen sind, ein Neupreis des HA456 von 21-36 Euro suggeriert auch 
Gutheit ;)
Wieviele braeuchtest du denn? Ich habe jeweils 5 ICs hier liegen...

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Von den Cross-Point-Switches würde ich eher abraten, da sie meist ein 
bescheidenen Crosstalk-Wert haben.
Ich habe mit kleinen Reed-Relais sehr gute Erfahrungen gemacht. Wenn man 
dann beim Layout auch noch darauf aufpaßt benachbarte Kanalleitungen 
(relativ) weit auseinander und auf jeden Fall mit einem GND-Track 
dazwischen zu plazieren steht dem Erfolg eigentlich nichts mehr im Weg.
Der CD22M3494 (wie von 'volatile' gepostet) hat bei 10MHz nur noch 40dB. 
Das dürfte für ein LCR-Meter bei der Messung sicher nicht zur 
Verbesserung der Genauigkeit führen.

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Ich vergaß noch auf den HA456 einzugehen:

Er hat übrigens auch nur 55dB bei 10MHz. Okay, er ist damit schon der 
bessere von beiden, aber 15dB mehr ist auch nicht gerade die Welt.

Autor: David ... (volatile)
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Nagut, ich les dann nicht weiter mir, sollte trotzdem Interesse an den 
ICs bestehen -> PM

Autor: TrippleX (Gast)
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Wie wäre es mit DG411 ,DG412, MAX394 von Maxim.

MAX4886 wäre auch vielleicht ganz interessant weil dieser ein
HDMI/DVI Switch ist. VDD aber leider nur max +4V aber vielleicht
finden sich noch andere. Hat zwar einen tollen Preis befindet sich aber
im TQFN-32 Gehäuse.

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Die Analogschalter von Analog Devices sind schon ganz okay.
Wenn man sich mal das Diagramm für den Crosstalk vs. Frequency anschaut 
(ADG411/412/413), so stellt man fest, daß es bei 5MHz etwas mehr als 
70dB sind. Dieser Wert ist schon nicht schlecht, würde aber durch 
Reed-Relais besser ausfallen. Vielleicht finde ich ja noch irgendwo 
meine Unterlagen, wo ein paar Messwerte eines Aufbaus notiert waren. Ich 
meine mich jedenfalls zu erinnern, daß es weit über 80dB(!) bei 10MHz(!) 
waren.
Es hat schon seinen Grund warum selbst in Messgeräten der Oberklasse 
immer noch mechanische Relais zum Einsatz kommen ...  Ich denke, daß ich 
das nicht weiter kommentieren muß - oder etwa doch?!

Autor: Mi Mo (mike123)
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Guten Morgen zusammen,

@  Raimund Rabe (corvuscorax)

Danke!
Ein paar Messwerte würden mich interessieren.

@all

Könnt Ihr (Miniatur-)Relais nennen, die Ihr aufgrund von 
Erfahrungswerten weiterempfehlen könnt?

also speziell in Bezug auf HF-Tauglichkeit bis 5MHz mit geringem 
Kontaktprellen


Danke!

Gruß,
Michel

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Mi Mo schrieb:
> Guten Morgen zusammen,
>
> @  Raimund Rabe (corvuscorax)
>
> Danke!
> Ein paar Messwerte würden mich interessieren.
>

Tja, ich war am Wochenende mal wieder Daheim und habe gesucht, aber 
leider konnte ich (noch) nichts wiederfinden. Ein paar Ecken müßte ich 
noch durchstöbern. Falls ich auch dort nichts finde, liegt der Verdacht 
nahe möglicherweise die Unterlagen schon vernichtet zu haben - obwohl 
ich mich an eine solche 'Aktion' nicht erinnern kann. Ich gebe aber 
(noch) nicht auf ...

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