Hallo,
also dann will ich mal ...
Bleiben noch die folgenden Fragen:
1.) Wozu ist ein analoger Multiplexer sonst gut? Vielleicht dort, wo es auf exakte Werte nicht ankommt? Serielles Signal mit +-12V? Oder was wäre da ein gutes Beispiel?
Das mit dem Seriellen Signal würde ich nicht über einen Analog-Muxer machen. Das geht mit nem digitalen Multiplexer wesentlich sauberer (zB 74150,74151,74152,74153) allerdings auch nur mit vorgeschaltetem RS232-Treiber.
Wie gesagt ist ein Analog-Muxer kein Relais. Du könntest mit ihm zB Audiosignale umschalten. Vor dem Muxer mit nem OPAmp das Signal niederohmig anbieten und dann hinter dem Muxer mit nem OPAmp hochohmig wieder abgreifen. Dann hast du keine Probleme mit dem Innenwiderstand. Du mußt die SSpannung die du umschalten willst aber trotzdem in den Arbeitsbereich des Multiplexers legen sonst wird das alles nichts. Wenn du also zB eine Wechselspannung (zB Audiosignal) mit +/-0,5V multiplexen willst, dann gibt es zwei Möglichkeiten ...
1. vor dem Muxer einen Spannungsteiler der die halbe Betriebsspannung einstellt und das Signal über Kondensator DC-entkoppelt auf die Vorspannung des Spannungsteilers legen
2. Mit einem OPAmp dem Signal eine Vorspannung hinzuaddieren.
Es gibt spezielle Multiplexer die zB in AD-Wandlern als Eingangsumschalter drin sitzen. Die sind extra für sowas gestrickt. Die kannst du nicht mit nem einfachen 4051 CMOS-IC vergleichen. Es gibt auch extra ICs als Multiplexer/Umschalter für Videosignale. Die sind dann auf 75 Ohm Impedanz optimiert.
Man kan leider nicht einfach einen Analogmultiplexer als Umschalter für Spannungen nehmen. Jedes IC wurde für einen speziellen Zweck entwickelt. Darum gibt es ja zB auch Komparatoren, Operationsverstärker, Instrumentationsverstärker, ... auch wenn es im großen und ganzen alles irgendwie Operationsverstärker sind. Man kann auch einen normalen OPAmp als Komparator verwenden. Er wird allerdings nie die Geschwindigkeit eines richtigen Komparators besitzen. Man kann auch einen Komparator zu einem OPAmp zweckentfremden. Er wird dann aber auch wieder Nachteile haben weil er nicht wirklich dafpr gedacht ist.
Gibts hier schon im Forum
3.) Ein AVR wird ja auch irgendwie intern multiplexen um mehrere Kanäle zur Verfügung zu stellen. Gibt es da nicht ähnliche Probleme? Und wenn nicht, warum nicht?
Genau. Dort ist ein Multiplexer drin der für diesen Anwendungsfall entwickelt wurde.
Bei manchen alten Datenblättern findet man noch den internen Aufbau eines ICs. Bei Operationsverstärkern ist das oft noch als Transistorschaltung zu sehen. So etwas gibt es manchmal auch für Digital-ICs. Die 40xx/45xx-Reihe sind eigentlich Digital-ICs genau so wie die 74xx-Reihe. Die 74xx sind TTL-Logik und die 40xx/45xx CMOS-Logik. Das hat sich mit 74Cxx, 74HCxx, 74HCTxx, ... inzwischen stark verquickt. Es bleiben aber ICs die eigentlich für Digitaltechnik gedacht sind.
Die 40xx/45xx-Serie kann wegen CMOS etwa 15V Betriebsspannung ab. Der 4051 ist ein Zwitter zwischen Analog und Digital. Er hat einen extra Anschluß für eine negative Betriebsspannung. Also zB Us=+7,5V, GND=0V, Uee=-7,5V. Damit muß sich die Spannung die du schalten willst innerhalb dieser Bereiche befinden. Ich hab mir jetzt mal das Datenblatt angesehen ...
Datenblatt: Anhang anzeigen CD4052B_Analog_Multiplexer-Demultiplexer.pdf
Als Anwendungen haben die geschrieben ...
Applications
• Analog and Digital Multiplexing and Demultiplexing
• A/D and D/A Conversion
• Signal Gating
OK. Er ist mal als Multiplexer für AD/DA-Anwendungen gedacht gewesen. Denk aber dran das dieses IC bestimmt schon 30 Jahre alt ist. Zu der Zeit gab es grade mal 8Bit-AD-Wandler die dann um die 30DM und mehr gekostet haben (zB ADC0804, ZN427). Du bekommst heute auch noch den OPAmp LM741 aus der Zeit gekauft. Ich würde aber keinem empfehlen mit dem Ding heutzutage noch einen Audio-Verstärker aufzubauen. Der wird heutzutage gerne auch als Schrotflinte bezeichnet. Es gibt mittlerweile wesentlich bessere OPAmp-ICs.
Also wenn du das IC einsetzen willst dann experimentier einfach mal mit rum. Dümmer wird man auf keinen Fall dadurch. Es ist günstig und man kann alles mögliche damit machen. Man muß nur wissen wo die elektrischen Grenzen von dem Baustein sind. Versuch also keine Messungen die möglichst genau sein müssen. Sieh dir mal die Werte auf Seite 5 des Datenblattes an. Auch die Werte auf Seite 7 sind interessant ...
Total Harmonic Distortion, THD
VIS=2V (Note 3) VDD=5V, RL=10kOhm, THD=0.3 %
VIS=3V (Note 3) VDD=10V, RL=10kOhm, THD=0.2 %
VIS=5V (Note 3) VDD=15V, RL=10kOhm, THD=0.12 %
VEE = VSS, fIS = 1kHz Sine Wave
Die Verzerrungen von nem Sinus-Signal sind also nicht so ganz ohne. Wie gessagt. Es ist aus der 8Bit-ADC-Ära.
Wenn du weitere Experimentier-ICs brauchst ...
Der 4007 ist auch so ein "Wunderkind". Den kann man auch für alles mögliche nehmen. Den 4049 (6 Inverter) kann man mit etwas Vorspannung auch im linearen Bereich benutzen. Dann kann man mit dem Ding auch alles mögliche bauen was nix mit Digitaltechnik zu tun hat
Gruß
Dino