Signal - Steuerungs - Matrix

[aloisiusMichel]

Hallo,

Im Bereich der Mikrocontroller sowie elektrischer Schaltungen bin ich
recht neu.

Ich habe vor eine frei schaltbatre 16x16 Matrix aus Mono - Buchsen
für die Verwaltung analoger Signale zu erstellen.

In Arudino sollte das dann so aussehen:

A B C D E F G H I J K L M N O P

1 - 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
2 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0
4 - 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5 - 0 0 0 0 2 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0
6 - 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
8 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
9 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
10 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
11 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0
12 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
13 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
14 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
15 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
16 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Diese Matrix heisst, dass die Buchsen 1/H, 3/L, 3/N, sowie 4/c
zusammengeschaltet sind. Würde ich nun in eine dieser Buchsen
ein Signal reinleiten, so soll es an den übrigen abgreifbar sein.

Es gibt paralell dazu noch andere Buchsen, die das selbe tun.

Ich würde gerne mehrere solcher Matrizen auf einmal verwalten,
um dan hin - und herzuschalten.

Ich habe mich schon in das Thema Relais, Mux und Demux eingelesen,
komme aber einfach nicht auf eine sinvolle Lösung, die nicht
kilometerlange Kabelwege erfordert.

Danke für jede Antwort, Aloisius

[aloisiusMichel]

Ich habe noch einmal überlegt und bin auf flogende Lösung gekommen:

Es würde wohl ein Baum aus Mux /Demux werden. Ein Mux wählt aus, der Demux sendet zu einer Buchse.

Diese Schaltung würde wegen der vielen Signale sehr schnell ablaufen. Als Mux/Demux hätte ich die CMOS-4067 - Chips geplant, die
über einen Arudino - MC laufen.

Würde das so klappen ? Wäre die besagte Schaltung nicht schnell genug und man würde das Schalten merken ?

Michel

[BMS]

Hallo,
wir reden hier also von 256 Pins, welche in beliebigen Gruppen zusammengeschaltet werden sollen?
Für welche Anwendung wird denn so etwas benötigt? Der Aufwand wird enorm sein .
Bis zu welcher Grenzfrequenz soll das ganze funktionieren? Werden z.B. Audiosignale übertragen (~20kHz)? Du schreibst nur etwas von "Mono Buchsen".
Wie häufig muss umgeschaltet werden und wie viele Gruppen 0,1,2,3... werden benötigt?
Der 4067 ist prinzipiell als 16zu1 MUX/DEMUX für analoge Signale verwendbar.
Bevor du hier einen riesigen Aufwand treibst, möchte ich mehr über die Aufgabe/Anwendung erfahren, um unnötiges Overengineering zu vermeiden und richtige Tipps geben zu können.
Grüße, Bernhard

[Peter(TOO)]

Hallo Aloisius,

Ich habe vor eine frei schaltbatre 16x16 Matrix aus Mono - Buchsen
für die Verwaltung analoger Signale zu erstellen.

Es gibt paralell dazu noch andere Buchsen, die das selbe tun.

Ich habe mich schon in das Thema Relais, Mux und Demux eingelesen,
komme aber einfach nicht auf eine sinvolle Lösung, die nicht
kilometerlange Kabelwege erfordert.

Die Matrix benötigt auch rund 65'000 einzelne Schalter!

Du hast 256 Buchsen und jede muss mit einer der anderen 255 Buchsen verbunden werden können.

Das hat nicht einmal etwas mit Elektronik zu tun, sondern ist reine Mathematik.

Wenn du die Anzahl gleichzeitiger Signale begrenzen kannst, kommst du mit weniger Schaltern aus.

Wenn du z.B. maximal 8 Signale gleichzeitig zu lässt, kannst du 8 Sammelschienen machen. Dann muss jede Buchse nur mit den 8 Sammelschienen verbunden werden.
Dann kommst du mit 8x256 = 2'048 Schaltern aus.

MfG Peter(TOO)

[Peter(TOO)]

Hallo Michel,

Es würde wohl ein Baum aus Mux /Demux werden. Ein Mux wählt aus, der Demux sendet zu einer Buchse.
Als Mux/Demux hätte ich die CMOS-4067 - Chips geplant, die über einen Arudino - MC laufen.

Wir haben immer noch keine Ahnung WAS du da umschalten willst.

Es mach halt einen Unterschied ob das Mikrofone, Audiogeräte, Stromversorgungen, Video oder Antennensignale sein sollen.

Je nachdem ist der 4067 brauchbar oder komplett falsch.

MfG Peter(TOO)

[aloisiusMichel]

Es soll eine Routing Matrix für audio Signale werden, für einen Proberaum, um aus zeitlichen Gründen die Umsteckerei zu umgehen. Ich habe eingesehen, dass die Menge der Buchsen enorm ist und würde auch mit der hälfte derzeit klarkommen.

Was mich am meisten interressieren würde: Kann man mit dem CMOS 4067 so schnell umschalten, dass man einen Eingang auf zwei oder mehr Ausgänge simultan bekommt ? Ich lese etwas von einer Latenzzeit von ca. 300 Nanosekunden, das müsste ja gehen.

[Mxt]

Du meinst das Audiosignal "in zwei Hälften zerhacken" und die an verschiedene Ziele senden ?

Das geht theoretisch. Ich habe vor Jahren mal aus Spaß getestet, wieviel man z.B. von Ton der Radionachrichten weghacken kann, ohne das es unverständlich wird. Wenn man das Signal danach mit einem Tiefpass filtert und wieder verstärkt, bekommt man mit weniger als 10% des Signals noch verständliche Sprache. Würde aber jeden Musikfreak in die Flucht treiben. Auf diese Weise verteilte Audiosignale würden gräulich klingen.

Appropos Audiosignale. So ein CMOS-Schalter schaltet nicht wie ein Relais oder eine Steckbrücke. Der stellt nicht einfach eine direkte Verbindung her, sondern hat einen Widerstand, meist im dreistelligen Ohmbereich. Ein Audiosignal hat nach dem Durchlauf durch so einen Schalter nicht mehr den gleichen Pegel und muss verstärkt werden.

Soweit ich weiß, verwendet man CMOS-Schalter beim Audioumschalten normalerweise als schaltbare Widerstände an Operationsverstärkerschaltungen, nicht einzeln direkt im Signalweg. Man würde also die Verteilwege als einschaltbare Verstärker realisieren, nicht das Signal verstümmeln.

[BMS]

Hallo,
ich frage mich immer noch warum denn so viele (256) Buchsen notwendig sind? So viele Kabel können doch nicht im Ernst zusammenkommen?
Reichen nicht z.B. 16 Eingänge und 16 Ausgänge für die Anwendung? Oder jeweils 8? Wenn, dann müsste man sowieso erst in kleinem Stil anfangen um die Schaltung dann auch testen zu können, bevor man gleich für hunderte Kanäle alles verschaltet und am Ende merkt man dann, dass irgendwas überhaupt nicht funktioniert
Wie lösen denn "Profis" diese Aufgabe? Inwiefern könnte man das mit Mischpulten lösen?
Ein ganz anderes Problem sehe ich auch noch: Brummen durch Masseschleifen
Grüße, Bernhard

[PICture]

Hallo!

Aus eigener Erfahrung beim Entwickeln von einem Audiometer mit CMOS Schalter direkt im Signalweg kann ich nur sagen, dass nicht auf fast Null stufenlos reduzierte Audiosignale beim plötzlichem Umschalten unerträglich hörbar werden.

[aloisiusMichel]

ich habe das ganze nun gekürzt auf 128 Buchsen. So viele Buchsen, da ein Effektgerät schon mal 2 hat und im Lauf der Jahre ein paar zusammenkommen. Nicht das es mal zu wenig wird "viel hilft viel" .

Das ganze Ding habe ich auch noch einmal Überdacht: Ich Wähle eine Buchse aus, und sende die an den PC. So als größeres Audio Interface. Dort wird es dann verstärkt. so könnte ich einen BUS programmieren, das Signal Splitten oder mixen. Das ist das Ziel von dem ding hier.