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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Audio Signale umschalten ??


Autor: Sven (Gast)
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Hallo an alle,

möchte Audiosignale umschalten und habe dafür ein CD4067, also einen 1
aus 16 Schalter ausgewählt.
Angesteuert wird das ganze von einem Mega 128...
11 Eingänge des CD 4067 werden benötigt, den rest habe ich auf masse
gelegt.
Aber nun mein Problem, es herscht ein Überspreechen zwischen den
einzelnen Eingängen, will heißen, wenn ich an einen Eingang meinetwegen
Eingang 0 ein signal anlege und auf z.B. Eingang 1 umschalte, wo nichts
dran angeschlossen ist, hört man trotzdem ein krächtzen, und eigentlich
sollte ja dort einsame Stille herschen.

nun meine Frage, wer hat erfahrungen damit, welches ic könnte man noch
empfehlen....am besten auch mit bcd ansteuerung.

Das CD 4067 läuft im übrigen mit 5 Volt...

Vielen Dank schon mal

Sven

Autor: Ratber (Gast)
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Mir fällt da momentan nur ne Audio/Video Matrix für I2C ein.

Sicher gibt es die auch für andere Schnittstellen.

Autor: Hannes Lux (Gast)
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Hallo...

Hast du deine virtuelle Audio-Masse (Gleichspannungsanteil) auf halbe
Betriebsspannung angehoben, so dass positive und negative Halbwelle der
NF innerhalb der Betriebsspannungsgrenzen bleiben? (Koppel-Cs und
Spannungsteiler)

Bit- & Bytebruch... - ...HanneS...

Autor: Sven (Gast)
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Hallo Hannes,

nein, keine Koppel C's und keine Anhebung der Masse.
Koppel c ist nicht notwendig,da die vorstufe die dahinter sitzt schin
welche hat.
und, wenn ich die masse anhebe, wird das Ich nicht mehr ornungsgemäß
umschalten, da dann die Hi Lo Pegel nicht mehr passen.
glaube auch nicht, das es daher kommt.
Es liegt am IC selbst....


Gruß
sven

Autor: BernhardT (Gast)
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Sven,
so wie du schreibst würdest du in IC mit asymetrischer Stromversorgung
(+5) ein Symetrischen Signal (+/-) einspeisen(Audio). Dann kannst du
froh sein wenn du nur Fehlfunktionen hast. Normalerweise flüchten IC's
dan gerne mal in's Nievana. Du solltest vieleicht mal deine Schaltung
posten.
Gruß Bernhard

Autor: BernhardT (Gast)
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Sven,
so wie du schreibst würdest du in IC mit asymetrischer Stromversorgung
(+5) ein Symetrischen Signal (+/-) einspeisen(Audio). Dann kannst du
froh sein wenn du nur Fehlfunktionen hast. Normalerweise flüchten IC's
dann gerne mal in's Nievana. Du solltest vieleicht mal deine Schaltung
posten.
Gruß Bernhard

Autor: ape (Gast)
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hab gerade ma ins datenblatt geschaut minimale input voltage ist
jedenfalls -0,5V das reicht für audio auf keinen fall (nen normales
audio signal wies z.B. ausm CD-Player kommt hat so ca. +/- 2V) zum
crosstalk hab ich im datenblatt keine angaben gefunden aber du
betreibst das ding auf jeden fall weit außerhalb der spezifikationen.

ape

Autor: Hannes Lux (Gast)
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Hi Sven...

Koppel-C nicht nötig, weil Vorsufe dahinter einen hat?

Stimmt, aber nur am Ausgang des Mux. Die Eingänge musst du in der
Symmetrie der Betriebsspannung des MUX anpassen, also einen
Gleichspannungsanteil von halber Betriebsspannung beimischen. Ansonsten
liegen Teile der NF (negative Halbwelle) im inaktiven Bereich des
CMOS-IC, bei etwas höheren Pegeln sogar im verbotenen Bereich, wodurch
ggf in der Chip-Struktur vorhandene parasitäre Thyristoren zünden
können, die den 40xx recht seltsam reagieren lassen...

Übrigens: So richtig gut wird der Umschalter mit
Standard-CMOS-Analogmux sowiso nicht, da solltest du schon Spezialchips
nehmen oder gute alte Reed-Relais. Ich war auch mal so optimistisch und
wollte Video-Signale mit einem 4051 schalten... Selbst NF (Audio)
krächzte mit dem Teil noch etwas... War ein typischer Fall von
"Denkste"...

Viel Erfolg,
Bit- & Bytebruch... - ...HanneS...

Autor: Rahul (Gast)
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Um den Baustein mit einem symmetrischen Signal bei unsymmetrtischer
Betriebsspannung zu betreiben, sollte jeder der 16 Eingänge einen
Spannungsteiler bekommen, der das Signal auf die halbe Ubetr anhebt.
Damit hat der Baustein die Möglichkeit, auch neagtive Halbwellen zu
übertragen.
Noch ein Punkt wegen Übersprechens kann sein, dass der Baustein 4067
von alleine kein "Break before make" unterstützt. D.h. er muss erst
mit dem "enable"-Eingang in den hochohmigen Zustand versetzt werden,
dann darf ein neuer Eingang gewählt werden.
Man möge mich berichtigen, wenn ich falsch liegen sollte. Es ist
einfach eine weitere Vermutung.
Für das Umschalten von Audio-Signalen gibt es, wie Ratber schon
ansprach, spezielle Matrix-Bausteine, die teilweise auch eine
Klangregelunmg haben. Die sind zwar teuerer, aber nicht so
"störanfällig"

Autor: Sven (Gast)
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Hallo an alle,

erstmal vielen Dank für eure Antworten.
Habe mich jetzt nochmal nach anderen IC's umgesehen und mich
entschieden das ganze nochmal mit einem Maxim DG406 aufzubauen.
Der ist für audio Umschaltung geeignet und lässt sich auch mit
Symmetrischer Betriebsspannung betreiben.

Werde dann meine Erkenntniss nochmals Posten, für die, die auch so
etwas vorhaben.

Gruß

Sven

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

das Problem ist normal und wurde in Elektor 11/1989 ,4/89, 3/87 bereits
ausführlich beschrieben. Dort wird eine "doppelte" Umschaltung
verwendet. Zwei CMOS-Schalter pro Eingang arbeiten entgegengesetzt (der
eine ist offen, wenn der andere geschlossen ist). Das heißt, alle nicht
ausgewählten Eingänge werden über einen Widerstand auf Masse
geschaltet, nur am ausgewählten Eingang ist der Schalter zur Masse
offen und der Schalter zu Eingang geschlossen. Nach
Verstärkung/Impedanzwandlung bewerkstelligt dann ein 4051 die
Umschaltung der 8 Eingänge nochmals. Alle CMOS-Schalter arbeiten dort
auf einen virtuellen Nullpunkt. Der CMOS-Preamp ist ein IC-Grab, hat
aber exzellente Werte!
Am besten dort nachlesen, Schaltungsteile davon übernehmen, sonst wird
es nichts mit der Audio-Qualität.
Du benötigst dann für 11 Eingänge weitere 22 CMOS-Schalter samt 11
Invertierer...

Gruß

Autor: Kai M. Tegtmeier (Gast)
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Hallo!

Ich stimme Chris voll und ganz zu. Die CMOS-Chips sind nicht das
Problem; die werden auch in (schweineteuren) Soundkarten wie der
DIGI001 von Digidesign eingesetzt. Entscheidend ist das Drumherum. Ich
bin gerade dabei, einen Surround-Vorverstärker als Diplomarbeit zu
entwickeln und habe da drin einen 5.1-Umschalter (allerdings nur für
jeweils 2 Eingänge). Aber ich bin auch auf die Elektor-Schaltung
verfallen: Nicht benutzte Eingänge möglichst auf Masse schalten. Des
weiteren arbeiten diese CMOS-Schalter mit der Schaltung drumherum als
Spannungsteiler. Auch im eingeschalteten Zustand bleibt ein
Restwiderstand von mindestens 50 Ohm (abhängig von der
Betriebsspannung). Ich würde aber auf jeden Fall empfehlen, dem Teil
eine symmetrische Betriebsspannung zu verpassen und eventuell mit 4053
zu arbeiten, wobei immer 2 Schalter so geschaltet werden, daß der nicht
benutzte Eingang gegen Masse geschaltet wird. So minimierst Du das
Übersprechen. Ich habe mal den Schaltplan von meinem Switchboard
beigefügt (leider nur als Eagle Datei - man möge mir verzeihen...) Die
Widerstandswerte sind dabei unkritisch im 2 Kiloohm-Bereich;
entscheidend ist das Wie. Die beiden Schalterausgänge X0 und Y1 werden
jeweils addiert. In Schaltstellung A wird X auf X0 durchgeschaltet und
Y auf Y0, also auf Masse, in Schaltstellung B genau umgekehrt.

Gruß
Kai Markus

Autor: Tim Schade (Gast)
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Hallo Sven und alle Anderen,

ich versuche auch einen möglichst einfachen aber dennoch guten
Eingangswahlschalter in einem akkubetriebenen Verstärker (TDA8560) zu
integrieren.Dieser erhält seine Spannung aus einem 12V Bleiakku, durch
ein eingebundenes Radio (TDA7000)habe ich auch noch 5V durch einen 7805
zur Verfügung.
Brauche ich eine negative Spannung für den CMOS wenn ich an die
analogen Eingänge eines 4066 oder dg406 mit den Line Ausgängen von zB.
ipod,cd verbinde ? ...hat das gut funktioniert mit dem
DG-406 ?

vielen dank Tim

Autor: TravelRec. (Gast)
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Verwende ebenfalls einen 4066 oder 4067 in einer Audio-Schaltung und
habe 5V als Vcc und die Audiosignale über Rail-To-Rail OPVs auf
virtuelle Masse angehoben (also kein Signal heißt 2,5V). Vor und hinter
dem Analogschalter liegen Koppelkondensatoren; ich die Signale auf einen
relativ niederohmigen Lastwiderstand (4,7kOhm) und durch diesen wird
auch das Übersprechen minimiert. Von dort aus geht´s nochmals mit
leicher Verstärkung auf die Ausgangsstufen. Geht sehr schön. Man muß
nur gucken, daß man mit den durch die Kanäle der Analogschalter zu
schleusenden Wechselspannungen weit innerhalb der Betriebsspannung
(also so von <4V bis >1V bei 5V Betriebsspannung)damit´s keine
parasitären Elektronenwanderungen in dem Chip gibt.

Autor: Läubi (Gast)
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Hat jemand shconmal das umschalten per Relais versucht?
Gibt zwar immer nen lustiges Klacken aber sollte doch Prinzipell gehen
oder?

Autor: tf1973 (Gast)
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Hallo,

also wenn ich mir diverse "Gainclone" Projekte anschaue, dann wurde
dort auch auf Relais ausgewichen, weil die ganzen "elektronischen"
Schalter nicht das Wahre sind.

Thomas

Autor: TravelRec. (Gast)
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Probieren geht über Studieren - die passenden Pegel sind in dem Falle
das Wichtigste. Ständige Umschalterei oder gar schnelles Multiplexen
ist mit Relais nicht zu machen, da liefern wiederum die Analog-Switches
bessere Ergebnisse. Nochmals um Längen besser (von den
E-Charakteristiken her) sind die 74HC4066 und 74HC4067, die sind aber
teurer und nur bis 6V Betriebsspannung zu gebrauchen.

Autor: Rahul Der trollige (rahul)
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Notfalls gibt es auch von namhaften Herstellern (maxim etc)
Audio-Kreuzschienen und Umschalter. Manche sind sogar bei Reichelt
erhältlich...

Autor: Läubi (Gast)
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Er ja aber Audisignale schnell Multiplexen?
und "ständiges" umschalten? Bei den minimalen Strömen die da fliessen
wohl sicher kein Problem.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Ich sehe das auch so, die Analogschalter sind nicht Dein Problem,
sondern Deine Schaltung.

Du mußt auf jeden Fall dafür sorgen, daß die Eingangsspannung nie den
Betriebsspannungsbereich des Schalters verläßt.
D.h. den negativen Pin des Schalters an GND ist schonmal völliger
Mumpitz.

Nicht umsonst wird der 4051 am häufigsten verwendet, weil der nen extra
negativen Versorgungspin und interne Pegelwandler für die Schaltlogik
hat.

Aber wenn Du unbedingt den 4067 nehmen willst, hilft nur, alle Eingänge
auf U/2 anzuheben, quasi als Phantom-Masse.
Also einen Trennkondensator und 2 Widerstände vor jeden Eingang. Dabei
die Versorgungsspannung nochmal extra super sauber sieben, da jede
Störung durch die Widerstände direkt eingekoppelt wird.

Für HiFi-Anwendungen würde ich daher ne zusätzliche negative Spannung
und den 4051 vorziehen.


Des weiteren müssen alle Eingangsspannungen möglichst niederohmig (<50
Ohm) sein, dann schließen sie praktisch das Übersprechsignal kurz.
Nimm ein paar 4-fach OPVs, um die Eingängen zu entkoppeln. Die OPVs
kriegen die gleiche Betriebsspannung, wie die Analogschalter und schon
kann deren Betriebsspannung nicht mehr überschritten werden.


Nach diesen beiden Maßnahmen wirst du kein Übersprechen mehr
feststellen.


Peter

Autor: TravelRec. (Gast)
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@ Peter: wieder mal super erklärt - dem gibt´s nichts hinzuzufügen!

BTW: Lautstärkeregler mit PWM- gesteuerten Analogschaltern sind auch
´ne witzige Sache ;-) (um nochmal auf schnelles Umschalten zu sprechen
zu kommen...).

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