5.1 Audio-Umschalter Im Unterforum Projekte im Selbstbau - Beschreibung: Selbstbau von Elektronik und Elektro
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BID = 514922
SMD Gelegenheitsposter
Beiträge: 67 Wohnort: Lichtenau
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Hallo,
kaum bin ich hier angemeldet falle ich auch schon mit meinem 1. Problem über Euch her .
Also...
Ich habe 2 PCs, welche ich abwechselnd benutze. Nun habe ich eine Surround-Anlage und ein Surround-Headset, welche ich ebenfalls je nach Bedarf benutze. Um mir ein stänsiges hin und her gestöpsel zu ersparen möchte ich mir einen Umschalter bauen, mit dem ich sowohl zwischen 2 Eingängen (PC1 oder PC2) wie auch zwischen 2 Ausgängen (Surround-Anlage, oder Headset )hin und her schalten kann.
Anfangs war ich mir nicht ganz schlüssig, ob ich die Schaltung mit Transistoren, Reedrelais, ICs oder was auch immer bauen soll.
Nun habe ich mich endlich entschieden, ich möchte die mit Analog-Multiplexer bauen. Meine Wahl ist auf den 4051 gefallen, aber dennoch habe ich noch ein paar Fragen.
1. Muß ich die Masse auch mit schalten?
Ich dachte erst daran nur die Signale zu schalten, aber da ich ja 2 Eingänge und 2 Ausgänge brauche müsste ich die mehrere Massen zusammenschalten. Da ist es wohl besser die Massen auch mir zu schalten, oder?
2. Das CMOS benötigt ja +5 Volt und -5 Volt.
Nun dachte ich mir, dass ich in einem PC 12 Volt abgreife, die Spannung teile und den Mittelabgriff als Masse nehme (Schaltungsmasse und Signalmasse würde ich natürlich getrennt halten). Nun bin ich aber ca. 15 Jahre aus meinem Beruf raus und habe seit dem nichts mehr gebastelt. Gibt es hier irgendwo so eine Schaltung die ich zum Spannungsteilen nutzen kann?
3. Bei meiner Schaltung würde diese jedesmal wenn die Spannung weg ist (das dürfte recht häufig vorkommen wenn ich die Spannung vom PC abgreife), in den Ursprungszustand zurückfallen. Mit welchen Bauteil kann ich die letze Einstellung speichern (also daß der letze Schaltzustand gemerkt wird, auch wenn die Spannung verloren geht)?
4. Kann ich die Audiosignale direkt durchschleifen, oder muß cih mit Vorwiderständen arbeiten (und somit dann zwangsläufig auch mit Verstärkern) ?
So, nun mal meine Schaltung. Es fehlt halt noch die Schalt-Einheit, aber dazu müsste ich halt wissen wie ich den letzen Schaltzustand "speichern" kann.
Ich bin für jede Anregung, jeden Tipp und auch für Kritik dankbar.
Achja, bitte keine Kritik über die Diagramm-Qualität, ich hatte das lediglich mit Paint gemacht, und dabei sind beim konvertieren auch noch die Farben verfälscht worden :(. |
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BID = 514924
sam2 Urgestein
Beiträge: 35330 Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)
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1) Willkommen im Forum!
2) Warum kein schlichter mechanischer Umschalter?
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"Das Gerät habe ich vor soundsoviel Jahren bei Ihnen gekauft! Immer ist es gegangen, immer. Aber seit gestern früh geht es plötzlich nicht mehr. Sagen Sie mal, DA STIMMT DOCH WAS NICHT???" |
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BID = 514928
Kleinspannung Urgestein
Beiträge: 13360 Wohnort: Tal der Ahnungslosen
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1)in den bisherigen PC-Netzteilen gabs auch eine -5V Leitung(geht aufs mainboard).Ob das die neueren noch haben weiß ich aber nicht so genau
2)nimm doch den 4066,das ist ein 4-fach Analogschalter und braucht keine negative Versorgung
3)brauchst du die Signalmassen eigentlich nicht mit umschalten
Kannst ja auch mal den Fred interessehalber lesen
https://forum.electronicwerkstatt.d......html
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Kleinspannung am 11 Apr 2008 22:06 ]
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BID = 514929
SMD Gelegenheitsposter
Beiträge: 67 Wohnort: Lichtenau
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Wow, so schnell habe ich garnicht mit einer Anwort gerechnet, das geht ja echt fix hier .
Ein mechanischer Umschalter sieht nicht so gut aus, erzeugt ein knacken beim umschalten und würde ehr teurer kommen, da ich ja Schalter brauche mit etlichen Kontakten.
Wenn ich die 6 Kanäle umschalten will und dann auch noch die Masse schalten möchte, dann wären ka schon 12 Kontakte je Eingang nötig, also 24 Eingänge. Und da ich ja auch noch den PC umschaltn möchte wären davon auch noch 2 Stück nötig.
Zum einen habe ich solche Schalter nicht gefunden und zum anderen dürften die dann auch recht teuer sein (und halt das knacken beim Umschalten, sowie der optische Aspekt).
Gruß, Christian
Edit:
@Kleinspannung ...der 4066 ist leider nur ein 4-Fach Schließer, der 4053 ist ein 3x UM-Schalten. Ich sehe gerade daß ich 4051 im obigen Beitrag geschrieben habe. Ups, das war falsch.
Hier ist mal das Datenblatt dazu:
Datenblatt
[ Diese Nachricht wurde geändert von: SMD am 11 Apr 2008 22:16 ]
Nochmal Edit:
@Sam2
wir sind ja quasi Nachbarn
[ Diese Nachricht wurde geändert von: SMD am 11 Apr 2008 22:24 ]
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BID = 514933
SMD Gelegenheitsposter
Beiträge: 67 Wohnort: Lichtenau
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Zitat :
| 1)in den bisherigen PC-Netzteilen gabs auch eine -5V Leitung(geht aufs mainboard).Ob das die neueren noch haben weiß ich aber nicht so genau |
Hmmm, kann sein. Am liebsten wäre mir ja der USB-Port, aber da habe ich ja leider nur +5 Volt.
Zur Not könnte ich auch eine Batterie (9Volt Block) nehmen, viel Strom wird die Schaltung sicher nicht brauchen.
Zitat :
| 2)nimm doch den 4066,das ist ein 4-fach Analogschalter und braucht keine negative Versorgung |
Perfekt wäre ein IC, das mit +5 Volt auskommt und 18 UM-Schalter integriert hat, aber sowas gibt es sicher nicht :(. Wenn ich die Masse auch mit schalten würde, dann könnte ich mit einem 4053 genau ein Klinkenstecker schalten (2x Signal, 1x Masse). Also 3 ICs Pro Eingang, 6 ICs für beide Eingänge, also 12 ICs insgesamt. Ist eine ganze Menge aber immer noch billiger als 1 "Spezial-IC".
Aber wie soll ich die Massen dann verlegen?
ich müsste ja beide Eingänge und beide Ausgänge immer zusammen schalten.
Ich bin mir nicht sicher ob die Masse immer für alle zusammen geschaltet ist (ich denke eher nicht). Selbst wenn ich das bei mir durchmesse und da die Massen alle zusammen geschlossen sind könnte das bei der nächsten Soundkarte schon wieder anders sein.
Gruß, Christian
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BID = 514937
Kleinspannung Urgestein
Beiträge: 13360 Wohnort: Tal der Ahnungslosen
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Mal was anderes:
Wie kommst du darauf,das der 4053 unbedingt negative Versorgung braucht?
Hab mir das Datenblatt grad mal angesehen,und wenn ich es richtig verstanden habe,dann entweder +5 und -5V,oder maximal 10V und "normal"
GND...
Und die Massen der Ausgänge kannste meiner Meinung nach getrost zusammenlegen.Was soll da passieren?
_________________
Manche Männer bemühen sich lebenslang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere befassen sich mit weniger schwierigen Dingen z.B. der Relativitätstheorie.
(Albert Einstein)
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Kleinspannung am 11 Apr 2008 22:57 ]
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BID = 514939
DanielH Gelegenheitsposter
Beiträge: 94 Wohnort: Waldems
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Ich habe vor ein paar Tagen etwas ähnliches gemacht, nur eben mit 4 Eingängen
Kleinspannung hat dir den Thread ja schon genannt, da waren interessante Sachen dabei, wie zum Beispiel das ganze mit Taster und Zähler zum "durchschalten" bringen
Ich würde allerdings, wie du es ja auch schon vorhast, das mit Analogschaltern machen, mit dem Relais-Wald den ich habe bin ich nicht wirklich glücklich, aber es funktioniert
Würde es dennoch im Nachhinein mit Analogschaltern machen, da kann man sich den ganzen Transistoren - Freilaufdioden Gedöns sparen.
Ich habe die Masse auch mitgeschaltet, das muss aber nicht sein. Die Signale zu schalten reicht vollkommen, die Massen können dabei getrost zusammengelegt werden, das macht definitiv keine Probleme.
Zu den ICs: Die meisten ICs kommen ganz einfach mit 5V aus, ich habe z.B. meine gesamte Schaltung, inklusive Zähler, SchmittTrigger und Relais mit 5V realisiert. Habe allerdings ein Netzteil im Gehäuse verbaut, der Umschalter ist bei mir ein eigenständiges Gerät.
Viel Spaß und Gruß
Daniel
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BID = 514948
SMD Gelegenheitsposter
Beiträge: 67 Wohnort: Lichtenau
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Zitat :
Kleinspannung hat am 11 Apr 2008 22:55 geschrieben :
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Mal was anderes:
Wie kommst du darauf,das der 4053 unbedingt negative Versorgung braucht?
Hab mir das Datenblatt grad mal angesehen,und wenn ich es richtig verstanden habe,dann entweder +5 und -5V,oder maximal 10V und "normal"
GND... |
Der 4053 braucht nicht zwangsläufig -5V, aber um negative Signale zu verarbeiten sind die nötig. Da ich da ja eine Wechselspannung durch schicke komme ich da leider nicht drum rum.
Zitat :
| Und die Massen der Ausgänge kannste meiner Meinung nach getrost zusammenlegen.Was soll da passieren? |
Es kann zum brummen kommen.
Ich suche nun schon seit 2 Tagen das Netz ab, weil ich mir halt nicht sicher war welche Methode ich verwenden will. Dabei bin ich auf einen Forenbeitrag gestoßen, wo einer die Massen zusammen geschaltet hat und dann ein Brummen hatte. Als er nachgemessen hatte waren da 35 Ohm zwischen den Massen.
Wie gesagt, es kann gut gehen, aber es kann auch zu Störungen kommen. Wenn ich nun die Massen zusammen lege und den Umschalter mal mit einem anderen PC nutzen möchte kann es auch einmal Probleme geben die vorher noch nicht aufgetreten sind.
Ausserdem müsste ich ALLE Massen zusammenschalten, also nicht nur Front, Surround, Sub,... , sondern auch die Massen von PC1, PC2, Surround-Anlage, Headset.
Je mehr Massen ich zusammenschalte, desto größer ist die Gefahr dass einer von den angeschlossenen Geräten gestört wird (Brummen, ...).
Ich überarbeite gerade die Schaltung, wenn ich die Massen mit schalte brauche ich insgesamt 12 ICs (6 Multiplexer, 6 De-Multiplexer), damit kann ich leben (Conrad = 12 X 70 Cent = 8,40 Euro).
Ich kämpfe mich gerade durch "Target 3001" durch, das ich mir vorhin gesaugt habe. Wird wohl noch 2-3 Tage damit klar komme, aber dann kann ich die Schaltung auch gleich simulieren und mir eine LP anfertigen lassen wenn alles klappt. ...und wenn das nicht zu teuer ist.
Incl. LP, Gehäuse, Stecker, Bauteile, usw. möchte ich nicht mehr als 60 Euro ausgeben, mal sehen ob ich damit hin komme.
Das mit dem Netzteil im Gerät ist keine schlechte Idee, das muß ja nicht viel Leistung haben. Andersrum würde eine Blockbatterie sicher auch lange halten oder? Da wird doch nur im Umschaltmoment Leistung benötigt, oder?
Andersrum könnte ich mit einem Netzteil auch noch LEDs verbauen, die den aktuellen Schaltzustand anzeigen, mit einer Batterie sollte ich sowas dann besser lassen (halt nur kurzfristig aufleuchten lassen, wenn man umschaltet).
Na ja, erstmal muß die Schaltung selber stehen dann kann ich mal sehen was ich noch alles drum rum baue.
-Edit von sam2: Zitat repariert-
[ Diese Nachricht wurde geändert von: sam2 am 12 Apr 2008 11:16 ]
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BID = 514979
sam2 Urgestein
Beiträge: 35330 Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)
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Zitat :
| Da wird doch nur im Umschaltmoment Leistung benötigt, oder?
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Na, Du hast Vorstellungen...
P.S.
Weißt Du, warum ein mechanischer Schalter knackt?
Und wie kommst Du darauf, daß dies bei einem elektronischen anders sein soll?
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BID = 515012
DonComi Inventar
Beiträge: 8605 Wohnort: Amerika
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Zitat :
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2)nimm doch den 4066,das ist ein 4-fach Analogschalter und braucht keine negative Versorgung
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Nein, das geht nicht! Das hatte ich aber auch im anderen, prinzipiell ähnlichen Thread gesagt und SMD hats richtig erkannt.
Das Audiosignal ist eine Wechselspannung, welche um GND herum schwingt. Versorge ich nun aus Unwissenheit oder Bequemlichkeit die Schaltung nur mit 5V, gehen mir die negativen Halbwellen flöten.
Es sollte schon symmetrisch betrieben werden, oder man erzeugt eine virtuelle Masse, wo man die Signale drauf bezieht.
Ist aber hier eher ungünstig.
Ungünstig sind auch die Störungen, die du dir eventuell über das Schaltnetzteil deines Rechners einfängst.
Nimm für CMOS lieber kleine Batterien, die halten ewig und brauchen nicht ausgeschaltet zu werden, "merken" sich somit den letzen Zustand.
Masse wird nicht geschaltet, sondern sternförmig zusammengeführt.
Eine wirklich sichere, brummarme Alternative wäre das galvanische Trennen der Nutzsignale, was jedoch bei 10 Signalen nicht praktikabel ist bzw. der Aufwand hoch ist, auch wenns machbar wäre.
Also:
CMOS-Chips symmetrisch mit Batterien versorgen, die statischen Ströme sind quasi nur Leckströme; sehr gering. Massen sternförmig zusammenlegen, nur Nutzdaten schalten.
Ein 4066 könnte gehen, wenn man mit mit 10Vpp betreibt, und einen Pegelwandler davor setzt. Ist aber in vielerlei Hinsicht unpraktikbel. Die 4051-'52 und '53 haben bereits Pegelwandler drin.
Edit:
Du kannst nicht einfach die Massen mitschalten. Der Analogschalterbaustein muss ja einen gemeinsamen Bezugspunkt mi dem Signal haben, und das ist nunmal GND. Merke: Ein Analogschalter wie dieser ist nicht mit einem Relais vergleichbar!
/Edit
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: DonComi am 12 Apr 2008 13:48 ]
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BID = 515020
LeoLöwe reloaded Schreibmaschine
Beiträge: 1407 Wohnort: Meine
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Aus deinem Plan, die 12V einfach zu teilen, wird leider auch nichts.
Die +12V haben die selbe Masse wie die Audiosignale, d.h. wenn du den "Mittelpunkt" der 12V auf GND legst, schließt du ihn schlicht kurz.
Eine Möglichkeit wäre ein DC/DC Wandler, der eine galvanisch getrennte Ausgangsspannung bereit stellt.
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We now return you to your regularly scheduled nonsense.
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BID = 515078
SMD Gelegenheitsposter
Beiträge: 67 Wohnort: Lichtenau
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Zitat : Weißt Du, warum ein mechanischer Schalter knackt?
Und wie kommst Du darauf, daß dies bei einem elektronischen anders sein soll? |
Ja, weil es da zu Spannungsspitzen kommt, erzeugt durch kapazitäre Leistung, welche entsteht wenn die Kontakte nur wenige mycrometer voneinander getrent sind. Bei einem Halbleiterrelais sollte das nicht passieren, denn da werden meines Wissens FET-Transistoren verwenden, und da entsteht keine Kapazität beim Schalten. Ich lasse mich aber gerne eines besseren belehren.
Ungünstig sind auch die Störungen, die du dir eventuell über das Schaltnetzteil deines Rechners einfängst.
Nimm für CMOS lieber kleine Batterien, die halten ewig und brauchen nicht ausgeschaltet zu werden, "merken" sich somit den letzen Zustand.
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OK, das ist sowiso einfacher, da das Gerät dann unabhängig ist und man nicht immer eine zusäzliche Steckdose braucht oder halt ein Kabel aus dem PC legen muß.
Masse wird nicht geschaltet, sondern sternförmig zusammengeführt. |
Also ALLE Massen zusammenlegen?
Ich meine ich habe 4x Masse pro Eingang (sprich 8x bei 2 Eingängen) und beim Ausgang nochmal das gleiche, das wären dann also 16x Masse.
OK, wenn das geht spare ich mir Aufwand und Geld, aber ich habe halt irgendwo mal gelesen dass da jemand Probleme bei bekommen hatte (er hatte ein Brummen), und beim Nachmessen waren da 35 Ohm zwischen den Massen (das war allerdings bei Stereo, nicht bei Surround).
Eine wirklich sichere, brummarme Alternative wäre das galvanische Trennen der Nutzsignale, was jedoch bei 10 Signalen nicht praktikabel ist bzw. der Aufwand hoch ist, auch wenns machbar wäre. |
Ja, das wäre recht viel Aufwand. Und das wäre sogar noch mehr, denn:
Subwoofer
Center
Front left
Front right
Surround left
Surround right
Mic left
Mic right
=8 Signale und wenn ich die am Eingang und auch am Ausgang trennen würde, dann müsste ich 16 Signale trennen ... neeee, lieber nicht
Also:
CMOS-Chips symmetrisch mit Batterien versorgen, die statischen Ströme sind quasi nur Leckströme; sehr gering. Massen sternförmig zusammenlegen, nur Nutzdaten schalten. |
OK, vielen Dank
Ein 4066 könnte gehen, wenn man mit mit 10Vpp betreibt, und einen Pegelwandler davor setzt. Ist aber in vielerlei Hinsicht unpraktikbel. Die 4051-'52 und '53 haben bereits Pegelwandler drin. |
Ja, und der 4053 ist ein UM-Schalter, kein Schließer. Ein UM-Schalter ist für meine Zwecke perfekt. Mit einer 9 Volt Blockbatterie und geteilter Spannung (+4,5 Volt und -4,5 Volt) sollte das keine Probleme geben.
Allerdings habe ich da ein anderes Problem, nämlich das eine Spannungsteilung permanent Leistung braucht.
Oder ich betreibe das mit 6 x 1,5 Volt Batterien, das hätte den gleichen Effekt, aber ich brauche keine Spannungsteilung mehr.
Du kannst nicht einfach die Massen mitschalten. Der Analogschalterbaustein muss ja einen gemeinsamen Bezugspunkt mi dem Signal haben, und das ist nunmal GND. Merke: Ein Analogschalter wie dieser ist nicht mit einem Relais vergleichbar!
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Den Bezugspunkt kann ich ja benutzen, das Massesignal liegt ja an, ich würde es halt nur nicht weiterleiten, aber die ICs können damit arbeiten.
LeoLöwe reloaded hat am 12 Apr 2008 15:06 geschrieben :
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Aus deinem Plan, die 12V einfach zu teilen, wird leider auch nichts.
Die +12V haben die selbe Masse wie die Audiosignale, d.h. wenn du den "Mittelpunkt" der 12V auf GND legst, schließt du ihn schlicht kurz.
Eine Möglichkeit wäre ein DC/DC Wandler, der eine galvanisch getrennte Ausgangsspannung bereit stellt.
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Stimmt, danke für den Hinweis, ich hätte womöglich noch mein Netzteil gekillt .
Aber sie wie es jetzt aussieht werde ich wohl doch Batterien nutzen,
6 x 1,5 (Micro) dürften recht lange halten und wenn nicht kann ich ja immer noch ein Netzzeil nachrüsten.
Gruß, Christian
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BID = 515113
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Mit einer 9 Volt Blockbatterie und geteilter Spannung (+4,5 Volt und -4,5 Volt) sollte das keine Probleme geben.
Allerdings habe ich da ein anderes Problem, nämlich das eine Spannungsteilung permanent Leistung braucht.
Oder ich betreibe das mit 6 x 1,5 Volt Batterien, das hätte den gleichen Effekt, aber ich brauche keine Spannungsteilung mehr. |
Anstatt eines Spannungsteilers kannst du auch zwei 9V-Batterien nehmen. Die CD4000er Serie hält das aus (nicht aber z.B. die 74HC4000er).
Ärger gibt es erst weit jenseits von 20V-Gesamtspannung.
Was du aber, unabhängig von der Höhe der Versorgungsspannung unbedingt tun solltest: Strombegrenzungswiderstände z.B. 1k in die Versorgungsleitungen legen und einen Ausschalter vorsehen.
Die CMOS-Schaltungen neigen nämlich zum Latchup.
D.h. wenn man an den Ein- oder Ausgängen herumstöpselt und das IC dabei unter Strom steht, kann ein parasitärer Thyristor zünden, der einen Kurzschluss zwischen Vdd und Vss verursacht. Wenn dann der Strom nicht begrenzt ist, brennt das IC i.d.R. aus.
Ich würde das so machen:
Code : |
+9V o---Schalter----1k--+--LED---+-----+---> Vss
| | |
+--1k----+ |
100nF
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GND |
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Und entsprechendes auf der negativen Versorgung.
Da die CMOS-ICs normalerweise praktisch keinen Strom brauchen, tritt an den 2k Widerständen auch kein nennenswerter Spannungsabfall auf.
Erst wenn der böse Latchup zuschlägt, leuchtet die LED und der Strom wird auf 9mA begrenzt.
Durch kurzzeitiges Abschalten der Versorgung lässt sich diese Situation bereinigen.
P.S.:
Zitat :
| Kann ich die Audiosignale direkt durchschleifen, oder muß cih mit Vorwiderständen arbeiten (und somit dann zwangsläufig auch mit Verstärkern) ? |
Es ist kein Fehler an allen nach aussen führenden Kontakten Vorwiderstände, z.B. 1k, oder kleine Drosseln anzubringen um die Impulsströme, die beim Anschliessen von elektrostatisch aufgeladenen Leitungen fliesen können, zu begrenzen. Die Schutzdioden in den ICs können einiges, aber eben nicht alles.
Eine zusätzliche Verstärkung solltest du nicht benötigen, da der Eingangswiderstand der angeschlossenen Geräte hoch sein dürfte.
Eine Frequenzgangsverschlechterung ist auch nicht zu erwarten: Insgesamt 2kOhm mit 2m Leitung (200pF) ergeben eine 3dB-Frequenz von 400kHz.
2.P.S.:
Ich sehe gerade wie du den "Eingangsumschalter" angeschlossen hast.
So geht das nicht!
Du kannst nicht erwarten dass ein nicht angeschlossener CMOS-Eingang ein definiertes Potential annimmt, und überhaupt ist es auch nicht zulässig nicht benutzte Eingänge "fliegen" zu lassen (wie z.B.Pin6 ).
Also entweder du setzt da richtige Umschalter hin, die nach +9V oder GND schalten, oder du steuerst mit Flipflops.
Eine andere Möglichkeit wäre es die Schaltung so zu lassen, diese Eingänge aber mit 1MOhm-Pulldown -Widerständen zu versehen. Allerdings fliessen dann 9µA durch die Widerstände, die nach +9V gezogen werden.
3.P.S.:
Zitat :
| Bei einem Halbleiterrelais sollte das nicht passieren, denn da werden meines Wissens FET-Transistoren verwenden, und da entsteht keine Kapazität beim Schalten. Ich lasse mich aber gerne eines besseren belehren. |
Dafür bekommst du es da mit Ladungsüberkopplung aus der Steuerspannung zu tun.
Bei CMOS-Analogschaltern hält sich die aber in Grenzen, weil der Schalter aus antiparallelen p-Kanal und n-Kanal-Mosfets besteht, die gegensätzlich angesteuert werden.
Dadurch hebt sich die Ladungsüberkopplung weitgehend auf. Ein einzelner FET verhält sich da viel schlechter.
_________________
Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 13 Apr 2008 4:47 ]
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BID = 515162
SMD Gelegenheitsposter
Beiträge: 67 Wohnort: Lichtenau
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Zitat :
perl hat am 13 Apr 2008 03:44 geschrieben :
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Zitat :
| Mit einer 9 Volt Blockbatterie und geteilter Spannung (+4,5 Volt und -4,5 Volt) sollte das keine Probleme geben.
Allerdings habe ich da ein anderes Problem, nämlich das eine Spannungsteilung permanent Leistung braucht.
Oder ich betreibe das mit 6 x 1,5 Volt Batterien, das hätte den gleichen Effekt, aber ich brauche keine Spannungsteilung mehr. | Anstatt eines Spannungsteilers kannst du auch zwei 9V-Batterien nehmen. Die CD4000er Serie hält das aus (nicht aber z.B. die 74HC4000er).
Ärger gibt es erst weit jenseits von 20V-Gesamtspannung. |
Hmmm, das wäre auch eine Möglichkeit gewesen, habe leider gestern schon meine Bestellung bei Reichelt aufgegeben, mit 2 Batteriehalter für jeweils 3 Micro Batterien. So habe ich dann saubere +4,5 Volt und -4,5 Volt (ohne Spannungsteiler). Ich habe gerade nochmal in das Datenblatt geschaut, von dem 16 Cent IC ...das Billigteil verpackt auch bis zu 20 Volt. Aber nun habe ich ja schon bestellt, vielleicht wird mein nächster Umschalter dann mit 2x Blockbatterie oder mit Netzteil betrieben, denn wenn das Teil nachher funktioniert muß ich für mindestens 2 Freunde auch noch einen bauen
[/quote]Was du aber, unabhängig von der Höhe der Versorgungsspannung unbedingt tun solltest: Strombegrenzungswiderstände z.B. 1k in die Versorgungsleitungen legen und einen Ausschalter vorsehen.[/quote]Stimmt, daran hatte ich überhaupt nicht gedacht. Perfekt wäre es, wenn der 4053 seinen Schaltzustand merkt (auch wenn keine Spannung mehr da ist), dann könnte ich die Versorgungsspannung mit den Umschaltern koppeln. Ist der Ausschalter denn noch nötig, wenn ein Strombegrenzungswiderstand in der Versorgungsleitung geschaltet ist?
Zitat :
| Die CMOS-Schaltungen neigen nämlich zum Latchup.
D.h. wenn man an den Ein- oder Ausgängen herumstöpselt und das IC dabei unter Strom steht, kann ein parasitärer Thyristor zünden, der einen Kurzschluss zwischen Vdd und Vss verursacht. Wenn dann der Strom nicht begrenzt ist, brennt das IC i.d.R. aus. |
Wenn ein Kurzschluss entsteht und ein 1k Ohm Widerstand zwischen Versorgung und GND liegt fließen da (bei 4,5 Volt) nur noch 4,5 mA. Das sollte das IC doch noch überleben,oder?
So ein Schalter kostet zwar nicht die Welt, aber wenn man darauf verzichten könnte käme mir das recht (Platz, Gerät _sicher halten). Wenn du trotzdem der Meinung bist das der Schalter sein sollte werde ich deinen Rat berücksichtigen und einen rein setzen.
Zitat :
| Ich würde das so machen:
Code : |
+9V o---Schalter----1k--+--LED---+-----+---> Vss
| | |
+--1k----+ |
100nF
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GND |
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Und entsprechendes auf der negativen Versorgung.
Da die CMOS-ICs normalerweise praktisch keinen Strom brauchen, tritt an den 2k Widerständen auch kein nennenswerter Spannungsabfall auf.
Erst wenn der böse Latchup zuschlägt, leuchtet die LED und der Strom wird auf 9mA begrenzt.
Durch kurzzeitiges Abschalten der Versorgung lässt sich diese Situation bereinigen. | Sorry, aber das verstehe ich nicht so ganz .
Ich habe 2k Ohm (2x 1k Ohm in Reihe). Es würden also bei 4,5 Volt nur 2,25 mA fließen können. Wenn das für das IC ausreichend ist wäre das gut, ansonsten müsste ich bei 4,5 Volt halt auf 500 Ohm Wiederstände zurück greifen. Nun gibt es einen Kurzschluss und es fallen somit an beiden Widerständen 2,25 Volt ab, somit liegt diese Spannung auch an der LED an und diese leuchtet (dann liegen also noch 3,8 Volt am ersten Widerstand an und 0,7 Volt an der LED und dem 2. Widerstand). Nun kann ein Strom fließen von 4,5 mA.
Habe ich das soweit richtig verstanden?
Wenn ja, dann habe ich da noch ein paar Fragen:
1.)Warum sollten bei einem Kurzschluss mehr mA fliessen dürfen als im normalen Betrieb? Ich meine wenn ich die LED weg lasse und einfach gleich einen 2k Widerstand da rein schalte, dann wäre der Strom immer auf 2,25 mA begrenzt, egal ob Kurzschluss oder nicht. Oder habe ich hier einen Denkfehler?
2.) Warum müsste im Kurzschlussfall die Spannungsversorgung getrennt werden? Wenn der Kurzschluss wieder beseitigt ist müsste doch die LED wieder erlischen und der normale Betrieb weiter gehen, oder?
Mir kommt da gerade ein Verdacht, du hast etwas von einem "parasitärer Thyristor" geschrieben. Sorry, mit Thyristoren kenne ich mich überhaupt nicht aus. Kann es sein, daß der dann einen "Dauerkurzschluss" verursacht bis die Spannung einmal getrennt war?
Wenn ja, dann könnte ich doch einfach die LED durch 2 normale Diode ersetzen und gegen GND führen, oder? Das wäre dann ein automatisches Reset der Schaltung, falls der parasitärer Thyristor zündet.
Ich dachte da an sowas:
Code : |
GND
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+4,5V o-----1k--+-- >| --+- >| --+-----+---> Vss
| | |
+---------1k-------+ |
100nF
|
|
GND |
|
Zitat :
| P.S.:
Zitat :
| Kann ich die Audiosignale direkt durchschleifen, oder muß cih mit Vorwiderständen arbeiten (und somit dann zwangsläufig auch mit Verstärkern) ? | Es ist kein Fehler an allen nach aussen führenden Kontakten Vorwiderstände, z.B. 1k, oder kleine Drosseln anzubringen um die Impulsströme, die beim Anschliessen von elektrostatisch aufgeladenen Leitungen fliesen können, zu begrenzen. Die Schutzdioden in den ICs können einiges, aber eben nicht alles.
Eine zusätzliche Verstärkung solltest du nicht benötigen, da der Eingangswiderstand der angeschlossenen Geräte hoch sein dürfte.
Eine Frequenzgangsverschlechterung ist auch nicht zu erwarten: Insgesamt 2kOhm mit 2m Leitung (200pF) ergeben eine 3dB-Frequenz von 400kHz. |
Ui, an Frequenzverschlechterung hatte ich garnicht erst gedacht. Ich habe mir nur Sorgen gemacht dass das Signal am Ausgang schwächer sein könnte als am Eingang.
Wenn das aber kaum merkbar ist wäre das egal.
Meinst du 1k wäre i.O. ?
Im Datenblatt finde ich nur das hier:
II DC Input Current (any one input) ± 10 mA
Soll das bedeuten, das jeder Eingang 10mA verkraftet?
Zitat :
| 2.P.S.:
Ich sehe gerade wie du den "Eingangsumschalter" angeschlossen hast.
So geht das nicht!
Du kannst nicht erwarten dass ein nicht angeschlossener CMOS-Eingang ein definiertes Potential annimmt, und überhaupt ist es auch nicht zulässig nicht benutzte Eingänge "fliegen" zu lassen (wie z.B.Pin6 ).
Also entweder du setzt da richtige Umschalter hin, die nach +9V oder GND schalten, oder du steuerst mit Flipflops.
Eine andere Möglichkeit wäre es die Schaltung so zu lassen, diese Eingänge aber mit 1MOhm-Pulldown -Widerständen zu versehen. Allerdings fliessen dann 9µA durch die Widerstände, die nach +9V gezogen werden. | Hmmm, FlipFlops hatte ich mal in der Berufsschule kennengelernt ...dabei ist es dann auch geblieben und das ist ca. 16 Jahre her. Muß ich mich nochmal rein lesen.
Andersrum...
Wenn dadurch 9mA flöten gehen (4 ICs, davon immer 2 geschalten) = 18µA
Wenn ich nun Batterien habe mit 750 mAh * 6 = 4,5 Ah und dann ausrechne wieviele Tage es dauern würde bis die Batterien leer sind...
Rechne ...28 Jahre.
Ok, der Rest der Schaltung braucht auch Strom, aber da ist die Selbstentladung der Batterien sicher höher und wenn ich alle 2 Jahre die Batterien wechseln muß wäre das auch nicht schlimm.
Zitat :
| 3.P.S.:
Zitat :
| Bei einem Halbleiterrelais sollte das nicht passieren, denn da werden meines Wissens FET-Transistoren verwenden, und da entsteht keine Kapazität beim Schalten. Ich lasse mich aber gerne eines besseren belehren. | Dafür bekommst du es da mit Ladungsüberkopplung aus der Steuerspannung zu tun.
Bei CMOS-Analogschaltern hält sich die aber in Grenzen, weil der Schalter aus antiparallelen p-Kanal und n-Kanal-Mosfets besteht, die gegensätzlich angesteuert werden.
Dadurch hebt sich die Ladungsüberkopplung weitgehend auf. Ein einzelner FET verhält sich da viel schlechter. | Also werde ich beim umschalten ein "leichtes" knacken haben, richtig?
Das wäre auch nicht schlimm, ich will halt nur nicht dass mir die Lautsprecher explodieren wenn ich umschalte
Dank eurer guten Tipps und Hinweise wächst mein Vertrauen in die Schaltung immer weiter an.
Ach ja, was mache ich mit PIN6 ? Auf GND legen?
Gruß, Christian
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BID = 515251
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| So habe ich dann saubere +4,5 Volt und -4,5 Volt |
Du solltest möglichst hohe Versorgungsspannung wählen, denn dann haben die Analogschalter niedrigeren ON- Widerstand und produzieren auch weniger Verzerrungen.
Wahrscheinlich ist das hier aber alles noch nicht kritisch.
Zitat :
| Ist der Ausschalter denn noch nötig, wenn ein Strombegrenzungswiderstand in der Versorgungsleitung geschaltet ist? |
Ja, sonst kannst du den Latchup nicht beenden falls er einmal auftritt.
Alternativ kannnst du wahrscheinlich auch von jedem IO-Pin Schottky-Dioden nach Batterie+ und Batterie- legen. Die führen Überspannungen ab, bevor die Schutzdioden im Chip leiten. Leider haben Schottkydioden etwas hohe Leckströme und sind meist auch teurer als gewöhnliche Kleinleistungsdioden.
Wenn du aber ausserdem die von mir vorgeschlagen Schutzwiderstände in den Analogleitungen verwendest, sollten auch gewöhnliche Dioden ausreichen, denn für Latchup braucht man einen Mindeststrom. Dann kannst du wahrscheinlich tatsächlich auf den Batterieschalter verzichten.
Zitat :
| Es würden also bei 4,5 Volt nur 2,25 mA fließen können. Wenn das für das IC ausreichend ist wäre das gut, ansonsten |
Das ist die falsche Überlegung. Das IC wird normalerweise nur µA brauchen, sodass die Widerstände keinen Einfluss haben. Erst wenn Latchup eintritt, die Schaltung also sowieso nicht mehr funktioniert, begrenzen sie den Strom auf ein paar mA.
Zitat :
| Kann es sein, daß der dann einen "Dauerkurzschluss" verursacht bis die Spannung einmal getrennt war? |
Genau so ist es.
Zitat :
| dann könnte ich doch einfach die LED durch 2 normale Diode ersetzen und gegen GND führen, oder |
Nein. Die LED ist eigentlich entbehrlich, aber sie zeigt an, dass dieser Fehler aufgetreten ist und nun die Batterie leerlutscht.
Zitat :
| Ich dachte da an sowas: |
Lieber nicht. Das ist eine Schaltung um die Batterie innerhalb von ein paar Tagen auf 0,6V zu entladen.
Zitat :
| Soll das bedeuten, das jeder Eingang 10mA verkraftet? |
Ja, das ist er höchstzulässige Strom. Den nutzt du aber bei weitem nicht aus.
Zitat :
| Also werde ich beim umschalten ein "leichtes" knacken haben, richtig? |
Ob du das hörst, hängt von der nachfolgenden Verstärkung und den Lautsprechern ab. Ausprobieren!
Das Übersprechen im Chip ist jedenfalls geringer als das, welches du dir durch ungeschickte Leitungsführung einfangen kannst.
Wenn du aktive Signalquellen umschaltest, gibt es aber immer einen Spannungssprung, den man prinzipiell als Knacks hören kann. Das ist Mathematik und daran ändert auch kein noch so idealer Schalter etwas. Der einzige Weg dem zu entgehen ist es die Umschaltung langsam zu machen, d.h. praktisch eine Überblendung. Sagt auch die Mathematik.
Vorsichtshalber solltest du aber deshalb alle Analogeingänge mit Widerständen 1M oder mehr an Masse legen, sonst kann es passieren, dass ein nicht benutzter Eingang auf eine unkontrollierte Spannung von etlichen Volt aufgeladen ist und dann durchgeschaltet wird. Das knackst dann bestimmt.
Zitat :
| Ach ja, was mache ich mit PIN6 ? Auf GND legen? |
Ja, denn wenn du Inhibit auf Plus legst, gehen alle Analogschalter AUS.
P.S.:
Damit sähe die Schaltung also etwa so aus:
Code : |
o Einer von N-Eingängen
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+Batt o---->|---+--->|------o -Batt
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1k
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+Batt o--1k--+----CMOS_Logik--+--1k--o -Batt
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100n | 100n
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| | |
GND | GND
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1k
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+Batt o---->|---+--->|------o -Batt
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o Einer von N-Ausgängen |
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2.P.S.:
Zitat :
| Wenn ich nun Batterien habe mit 750 mAh * 6 = 4,5 Ah und dann |
Schäm dich!
Das will ich nicht gesehen haben.
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 13 Apr 2008 23:23 ]
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