Alimentación simétrica descompensada, para que?

[nimio]

Hola,

estoy analizando un circuito que me he encontrado en internet que sirve indistintamente para el enrutado tanto de señales de audio como de control (CV, Gate, Trigger), es un módulo que se puede añadir a un sistema sintetizador analógico modular.

En este circuito la alimentación general es de +15v y -15v pero por alguna razón que desconozco el switch analógico es alimentado por +14,4v y -0,6v. Hay una explicación en inglés pero no me queda claro.

Agradecería si alguien pudiera explicármelo llánamente para poderlo comprender.

Adjunto el link del circuito:

http://www.cgs.synth.net/modules/cgs55_asm.html

Gracias de antemano.

Saludos

 

[Fogonazo]

Esa tensión de -0,6V se emplea para alimentar correctamente los conmutadores analógicos CD4066 y permitir que estos trabajen con excursiones negativas de la señal

 

[nimio]

Primeramente gracias por responder Fogonazo.

Lo que me desconcierta es porque no puede alimentarse el CD4066 con alimentación simétrica normal y corriente de +15v y -15v, con dicha alimentación también permitiría ciclos negativos no?. Lo que quisiera saber realmente es el porqué de esa alimentación tan peculiar (+14,4v y -0,6v).

Gracias de antemano.

Saludos

 

[Fogonazo]

± 15Vcc serían como 30Vcc sobre el CD4066, y este solo admite hasta 20V, preferentemente 18V como la mayoría de la lógica CMOS

 

[nimio]

Vale, creo que me acabas de hacer darme cuenta de algo elemental en lo que no había caído: según el datasheet del CD4066:

15-V Digital or ±7.5-V Peak-to-Peak Switching

y

DCsupply-voltagerange,VDD(voltagesreferencedtoVSSterminal) .................... −0.5V to 20V

He estado viendo varios switch con alimentación simétrica de ±15v y ya daba por sentado que este también lo era y resulta que no.

Entiendo que es un "truco" de diseño en la alimentación que se usa para permitir ese rango de voltaje para el audio.


La pregunta clave es:

Entonces si yo usara otro switch analógico que sí permitiera ±15v podría alimentarlo con dicha alimentación (±15v) tranquilamente y así permitir ese rango de voltaje para el audio (y a la vez las señales de control)?

Gracias nuevamente.

Saludos

 

[Fogonazo]

. . . Entiendo que es un "truco" de diseño en la alimentación que se usa para permitir ese rango de voltaje para el audio.

La pregunta clave es:

Entonces si yo usara otro switch analógico que sí permitiera ±15v podría alimentarlo con dicha alimentación (±15v) tranquilamente y así permitir ese rango de voltaje para el audio (y a la vez las señales de control)?

Gracias nuevamente.

Saludos

Sip, pero con seguridad ese switch electrónico será mas caro y/o mas difícil de conseguir que el modesto, pero efectivo CD4066

 

[nimio]

Que cierto es lo que dices!, he buscado algunos, especialmente con la Ron más baja posible y, efectivamente, son caros y escasos.

Me preocupa la calidad de la señal al pasar por un switch con resistencia interna alta, desde mi ignorancia no se si afectaría a la calidad de la señal o si sólo la atenuaría y tendría fácil solución compensándola de alguna manera.

Se agradecería algún consejo/sugerencia al respecto porque busco hacer algo parecido al circuito del link pero con switches de mayor calidad en ese sentido.

Gracias por la respuesta.

Saludos

 

[Fogonazo]

Si afecta, dentro de los datos del IC figura la distorsión agregada a la señal pasante.

Pero estamos hablando de valores muy bajos, imperceptibles al oído.
Este IC es empleado mucho como conmutador de audio, y hasta ahora no hubo quejas.

 

[nimio]

Pues muchas gracias por la aclaración, ahora lo veo todo más claro.

Teniendo en cuenta tus comentarios sopesaré que switch analógico usar, tal vez sí me decante por uno con alimentación simétrica (y Ron razonable) pero a buen precio para ahorrarme el "invento" de +14,4v y -0,6v y si no me centraré directamente en el CD4066 teniendo en cuenta que la pérdida de calidad no será perceptible.

Gracias.

1 Saludo

 

[J2C]

Si bien la resistencia es del orden de los 125Ω, dudo que afecte en algo al funcionamiento del circuito pues el mismo tiene una resistencia serie de 100KΩ; siendo despreciable la resistencia interna del conmutador frente a esa.

También están los conmutadores CMos 4051/52/53 con distintas configuraciones al 4066.


Saludos, JuanKa.-

 

[nimio]

Supongo que te refieres a la resistencia de 100KΩ de la entrada de la señal en el operacional delante del CD4066 (para entenderlo). Si se pudiera minimizar aún más dicha resistencia estoy abierto a sugerencias. Me baso en ese circuito pero no quiero condicionarme a la calidad de este si se da el caso de que es mejorable.

Esos operacionales en la entrada y salida del switch entiendo que son para acondicionar la señal (impedancias supongo) y que acepte tanto señales de audio como del tipo CV, Gate, Trigger indistintamente y debido a eso deban usarse en este tipo de circuitos sin excepción. Aunque esto ya se va del tema también se agradecen comentarios al respecto.

Gracias por la sugerencia de los multiplexores analógicos, que bien podrían considerarse conmutadores como dices, los conocía y los había tenido en cuenta para la idea que tengo en mente, que es hacer una especie de matriz de switches analógicos que se puedan combinar entre ellos (1 fila con 1 columna), pero sin prestarle mucha atención a la idea no he visto, a priori, como podría implementar dichos multiplexores con esa idea y he decidido hacerlo a "lo tradicional", a base de switches, aún así no tengo circuito diseñado, primero estoy informándome y en base a eso ya veré.

También sé que hay unos integrados tipo matriz como el AD75019 que me podrían facilitar la tarea pero son muy caros y no he visto mucha variedad (y los había descartado por su elevada Ron antes de conocer vuestros comentarios).

Me preocupaba la señal del audio y la de control que puede llegar a pasar por los switches desde un punto de vista musical, tratando de buscar la mayor calidad posible (sin pérdidas de ningún tipo) con el afán de querer hacer las cosas lo mejor posible. Pero si me aseguráis que las posibles pérdidas son imperceptibles... me quedo tranquilo.

Gracias.

1 Saludo.

 

[J2C]

Nimio

En tu post #7 dices entre otras cosas:

.... Me preocupa la calidad de la señal al pasar por un switch con resistencia interna alta, desde mi ignorancia no se si afectaría a la calidad de la señal o si sólo la atenuaría y tendría fácil solución compensándola de alguna manera. ....

En mi post #10 digo:

Si bien la resistencia es del orden de los 125Ω, dudo que afecte en algo al funcionamiento del circuito pues el mismo tiene una resistencia serie de 100KΩ; siendo despreciable la resistencia interna del conmutador frente a esa. ....

Luego en tu post #11 dices:

Supongo que te refieres a la resistencia de 100KΩ de la entrada de la señal en el operacional delante del CD4066 (para entenderlo). Si se pudiera minimizar aún más dicha resistencia estoy abierto a sugerencias. Me baso en ese circuito pero no quiero condicionarme a la calidad de este si se da el caso de que es mejorable. ....

Y ahí cometes el error, ya que yo me refería a la resistencia de salida de los operacionales de entrada que se encuentra directamente en serie con el switch!!!!, y que hacen que los 125Ω típicos de los switch's sean despreciables frente a los 100KΩ en serie.

No he leído todo el articulo de Ken Stone; pero las resistencias de los operacionales de entrada y de salida seguro las ha calculado de manera que la inserción de la matrix sea neutra y el circuito no tenga ganancia ni perdida de la señal.

Si bien Fogonazo te comenta en su post #8:

Si afecta, dentro de los datos del IC figura la distorsión agregada a la señal pasante.

Pero estamos hablando de valores muy bajos, imperceptibles al oído.
Este IC es empleado mucho como conmutador de audio, y hasta ahora no hubo quejas.

Te queda a ti buscar la Datasheet del integrado y analizar los temas en cuestión, solo tu sabes que tienes en mente para hacer. Estos switch's CMos son usados en muchos equipos de todo tipo desde hace mas de 30 años y si supuestamente alguna de sus características no fuese buena seguro ha sido compensada en ese equipo determinado, es un tema del diseñador.


Saludos, JuanKa.-

 

[nimio]

Ah ok, en lugar de la resistencia de 100KΩ de la entrada del operacional es la de salida, gracias por la aclaración, por eso lo preguntaba, para que me corrigierais si fuera necesario.

Que tipo de cálculos debería hacer para los operacionales? o que debo tener en cuenta? es decir, para que la entrada de la matriz sea neutra y el circuito no tenga ganancia ni pérdida como mencionas? ya que mi circuito prácticamente será igual, pensaba añadir esos "módulos operacionales" tal cual, con las mismas resistencias y condensador a la entrada y salida de los switches. El teórico circuito que tengo en mente sería prácticamente igual y estaría diseñado para el mismo entorno que fue diseñado el de Ken Stone con la excepción de que tal vez cambie los switches. También hay que tener en cuenta para el cálculo la Ron de los switches?

No quiero que parezca que pido que me hagáis el trabajo, sólo pido un poco de orientación ya que ando muy perdido.

Efectivamente en cuanto tenga un momento miraré con calma el datasheet para indagar en el dato de la distorsión añadida a la señal que pasa.

Muchas gracias por responder.

1 Saludo

 

[J2C]

Nimio

.... Que tipo de cálculos debería hacer para los operacionales? o que debo tener en cuenta? ....

Te recomiendo que mires por aquí.

.... es decir, para que la entrada de la matriz sea neutra y el circuito no tenga ganancia ni pérdida como mencionas? ya que mi circuito prácticamente será igual, pensaba añadir esos "módulos operacionales" tal cual, con las mismas resistencias y condensador a la entrada y salida de los switches. El teórico circuito que tengo en mente sería prácticamente igual y estaría diseñado para el mismo entorno que fue diseñado el de Ken Stone con la excepción de que tal vez cambie los switches. También hay que tener en cuenta para el cálculo la Ron de los switches? ....

Y si usas ese circuito que ya esta probado , que además lo comercializan?.

.... Efectivamente en cuanto tenga un momento miraré con calma el datasheet para indagar en el dato de la distorsión añadida a la señal que pasa. ....

A todos nos hace falta un momento siempre dentro de nuestro trabajo habitual, de algo debemos vivir.

.... No quiero que parezca que pido que me hagáis el trabajo, sólo pido un poco de orientación ya que ando muy perdido. ....

Convengamos que ya te han dado la orientación y ahora te toca a ti avanzar con la búsqueda del Norte de tu proyecto y los esquemas del mismo.


Saludos, JuanKa.-

 

[palurdo]

No me gusta ese truco. Para qué alimentas los operacionales a +-15V si al final el Vp de tu entrada/salida de audio no puede superar 1V? Si igualmente alimentas con +-15V y colocas 2 zenner de 8'2V ya tienes alimentación simetrica para el 4066 y tu señal puede tener un pico de 8V sin problemas tanto para el 4066 como para los operacionales... Ahora, que cuando la señal tiene un Vp de 1V por supuesto el truco es válido y más barato poner dos 4148 que dos zenners, supongo.



Por otra parte el voltaje minimo de los TL072 para funcionar es de 7V asimetricos o +-3,5 simetricos, así que si la alimentación fuera de 5+5 se simplificaria todo mucho, no?

PD: La explicación que veo yo para que se alimente por 15+15 es por imposición del diseño ya que tiene que ser compatible con el bus analogico del sintetizador.

 

[nimio]

Bueno en cuanto a mi petición sobre que cálculos o que debo tener en cuenta me refería a algo más acotado; cálculos referentes a impedancias y/o acondicionamiento de señal, etc. para no tener que leer todo lo referente a operacionales o buscar sin saber que se debe buscar, pero si eso se considera ya "que te den el trabajo mascado" no he dicho nada, indagaré

Temía la pregunta inminentemente sobre porque no usar ese mismo circuito jejeje.
La razón es que no será exacto, la idea es añadirle un control digital, aunque técnicamente desde, por ejemplo, IN 0 a OUT 0, bien podría ser idéntico, salvo porque quería usar otros switches con voltaje simétrico y una Ron más baja lo cual me hacía pensar que tal vez tendría que modificar los valores (cálculos) de la circuitería alrededor de los switches. Aún así, de ese circuito sólo me interesa la circuitería que va desde IN 0 A OUT 0 y si me aseguráis que la calidad no se verá afectada podría usarlo tal cual ya que donde se aplicará dicho circuito será a un sintetizador con el mismo standard para lo cual creo que las condiciones a las que se someterá el circuito serán las mismas y, por tanto, no haría falta modificar nada, de ahí que me interese saber si puedo cambiar "alegremente" el switch por otro con menor Ron y alimentación simétrica o habría que recalcular algo?

palurdo: supongo que te refieres a cuando se alimenta el CD4066 como en el link (+14,4v y -0,6v). Desde mi ignorancia a mi tampoco me cuadra y hago un acto de fe ya que asumo que saben más que yo, porque a priori parece que el rango de voltaje para el audio está algo limitado, en ciclos negativos al menos, o seguramente no sabré lo que digo Lo que está claro es que el tío del link sabe bastante y si lo ha diseñado así... deberá funcionar.

No se como se colocarían los zener que sugieres.

Efectivamente quiero alimentarlo por el bus del sintetizador analógico que suministra ±15v y la señal de audio asumo que también abarcará bastante de ese rango de voltaje.

En fin, espero no haberme enrollado mucho, si es así lo siento, me falta capacidad de síntesis en un afán por querer detallarlo todo

Tal vez se podría resumir todo en... puedo usar los adaptadores de señal (operacionales) de la entrada y salida de los switches del circuito del link tal cual a mi diseño dado que irá en un entorno del mismo standard? o debo adecuarlo al tipo de switch que vaya a usar??

Pido disculpas si no hablo con propiedad, no soy ningún experto.

Una vez más gracias por la paciencia y la atención prestada.

Saludos