CD4053 frente a IM06TS

Estoy en el proceso de finalizar un esquema de prueba basado en una matriz de conmutación. Necesito elementos de conmutación tipo SPDT. Dos opciones que encontré:

  1. Conmutación CMOS - CD4053
  2. Relés de señal sellados herméticamente - IM06TS

Por supuesto, los relés son de 6 a 8 veces más caros, pero el precio absoluto de los componentes no es el factor limitante aquí. Estamos más preocupados por la baja resistencia en serie del propio interruptor y por evitar la diafonía entre elementos.

¿Qué crees que funcionaría mejor de las dos opciones anteriores? Cualquier forma conocida de hacer que los interruptores CMOS estén libres de diafonía son bienvenidas.

Nuestros valores de voltaje analógico que se cambiarán están en el rango de 0-10 V, y estos se alimentan a circuitos de alta impedancia de entrada, por lo que la corriente del interruptor no es una preocupación.

Cualquier ayuda es muy bienvenida.

Los interruptores analógicos CMOS son el camino a seguir. Nunca he tenido un problema con la diafonía.
+1 para interruptor analógico. Los relés serían más adecuados para suministrar cargas de corriente más altas, o si necesita usar los contactos para crear enclavamientos de seguridad.
¿A qué frecuencias pueden subir sus señales y cuánto aislamiento necesita en HF cuando los interruptores están abiertos?

Respuestas (2)

Los relés son los mejores en términos de calidad de señal. Si busca un rendimiento de última generación, es posible que no tenga otra opción. Los encontrará en muchos instrumentos de medición de precisión, incluidos los que he diseñado y muchos (si no la mayoría) de los instrumentos de banco de gama alta, como multímetros y generadores de funciones. Simplemente no hay comparación si necesitas el rendimiento.

Entre los dos (relés e interruptores analógicos baratos) hay interruptores analógicos de alta calidad más caros que se especifican más completamente, como ADGxxx. Están mejor protegidos, tienen una resistencia de encendido mucho más baja y una fuga mejor especificada (1 nA o mejor en muchos casos).

Los interruptores analógicos sufren una fuga máxima relativamente grande (a los rieles de la fuente de alimentación), más diafonía entre canales (máximo no especificado), alimentación directa (el interruptor de apagado todavía transmite alguna señal), resistencia en serie relativamente grande que varía con el voltaje y la temperatura (y la unidad- a-unidad). La variabilidad con el voltaje significa que también se creará una distorsión que depende de la resistencia de la carga. La variabilidad con la temperatura significa que la compensación y la ganancia variarán debido a la corriente de fuga y la resistencia de la carga, por lo que incluso las aplicaciones de baja frecuencia no salen airosas.

Entonces, mira los números . Hay muchos, muchos circuitos en los que el interruptor analógico es lo suficientemente bueno o más que lo suficientemente bueno, y unos pocos en los que realmente no puedes vivir con las muchas deficiencias.

Tenga en cuenta que en el estilo típico de hoja de datos (mentiroso), utilizan una resistencia de carga relativamente alta para especificar la distorsión y una resistencia de carga relativamente baja para especificar la diafonía y la alimentación directa. Si aumenta la resistencia de carga a 10K, la transmisión podría ser hasta 20dB peor (10 veces peor), por lo que con solo unos pocos MHz, podría ver una fracción considerable de la entrada en los canales adyacentes. Una forma de evitarlo es usar dos interruptores en serie y derivar el punto medio a tierra. ¡También funciona para relés!

Si no le importa la falta de protección contra la sobretensión y las especificaciones del "peor de los casos" deficientes o faltantes (lo que significa que no hay garantías si obtiene una fuga de 1uA en lugar de los 100nA que espera), la serie de interruptores 405x realmente no es todo eso mal con un diseño cuidadoso, y puede obtener un rendimiento bastante bueno de ellos.

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Los relés de lengüeta obviamente le brindarían un aislamiento perfecto y ninguna resistencia de "encendido", pero como dijo, son mucho más caros y también requerirían mucho más espacio ya que puede obtener tres interruptores SPDT en cada CD4053.

Dado que está alimentando las señales a entradas de alta impedancia, no veo ninguna razón por la que no pueda usar los CD4053, ya que su resistencia "activada" está en el rango bajo a varios cientos de ohmios. Todavía elegiría uno que tenga la resistencia más baja, que resulta ser Fairchild (de los tres que miré):

Fairchild: typical "on"resistance of 120 Ω at 10V
TI: typical "on"resistance of 180 Ω at 10V
SYC: typical "on"resistance of 400 Ω at 10V

Las hojas de datos no parecen tener una cifra de diafonía específica, expresada, por ejemplo, en dB, pero sí indican que la fuga de un canal a otro es de unos pocos µA como máximo.