چرا ضروری است؟

کموتاسیون به خودی خود ویژگی یک عمل متمرکز را دارد، زیرا با کمک انجام می شود دستگاه های خاص- سوئیچ ها بنابراین، خطر بالقوه تخریب سیگنال را به میزان کمتری نسبت به توزیع تحمل می کند.

سوئیچینگ در استودیوهای تلویزیونی و در سیستم های ارائه و در سینماهای خانگی استفاده می شود. اگرچه الزامات این سیستم ها متفاوت است، اصول کلیبدون تغییر باقی می ماند.

سوئیچ در ذات خود

سوئیچینگ را می توان با استفاده از سوئیچ های معمولی (چند ورودی به یک خروجی) و ماتریسی ( ورودی N به خروجی M) انجام داد.

برنج. 1. سوئیچ چیست

اینها دستگاه های تخصصی هستند که از یک سوئیچ یا رله مکانیکی یا (در بیشتر موارد) یک کلید الکترونیکی استفاده می کنند. سوئیچ هایی با کنترل دستی (دکمه ای) و همچنین با کنترل الکترونیکی با استفاده از مدارهای منطقی و ریزپردازنده وجود دارد. پیشرفته ترین و پیچیده ترین مدل های سوئیچ های ماتریسی نیز دارای کنترل از راه دور از طریق کنترل از راه دور هستند. شبکه اطلاعات(از طریق رابط های RS-232، RS-422، RS-485، اترنت). چنین مدل هایی را می توان از رایانه ای که نرم افزار خاصی در آن نصب شده است یا از طریق آن کنترل کرد کنترلر اختصاصی.

تمامی تجهیزات با ورودی های متعدد مجهز به سوئیچ برای آنها می باشد

در سیستم های نمایشی یا خانگی، سوئیچ ها اغلب در دستگاه های دیگر تعبیه می شوند: گیرنده های AV، مقیاس کننده ها و غیره. تمامی تجهیزاتی که دارای چندین ورودی هستند نیز مجهز به سوئیچ برای آنها می باشد (ورودی های تلویزیون، آمپلی فایر، ضبط صوت و ...).

انواع سوئیچ

سوئیچ های مکانیکی در مقابل الکترونیکی

کلیدهای مکانیکی- ساده ترین، ارزان ترین و قابل اطمینان ترین. جابجایی آنها به صورت دستی و با فشار دادن یک دکمه یا چرخاندن یک دستگیره انجام می شود. مدارهای ورودی مورد نظر با مدارهای خروجی با استفاده از کنتاکت های الکتریکی پل می شوند.

مزایای مکانیکیسوئیچ ها:

• سیگنال را می توان نه تنها از ورودی به خروجی، بلکه در جهت مخالف نیز منتقل کرد
• تقریباً بدون نویز یا اعوجاج داخلی، پهنای باند بسیار بالا و دامنه سیگنال تقریبا نامحدود
• بدون نیاز به برق، کمبود برق به هیچ وجه در انتقال سیگنال تداخلی ایجاد نمی کند (ممکن است در سوئیچ های الکترونیکی اینطور نباشد)

ایرادات:

• از انفجارها نمی توان اجتناب کرد، زیرا. در چنین سوئیچ "هوش" کافی برای این وجود ندارد
• سیگنال به هیچ وجه تقویت یا بافر نمی شود، این محدودیت هایی را بر روی منابع، گیرنده های سیگنال و طول کابل های اتصال اعمال می کند.
• در یک سوئیچر ماتریسی (که در واقع ساختن مکانیکی آن آسان نیست)، توزیع سیگنال از یک ورودی به چند خروجی (فقط از یک به یک) غیرممکن است.
• نه کنترل از راه دور، و مقیاس پذیری بسیار محدود است.

سوئیچ های الکترونیکیاساساً پیچیده تر و گران تر از مکانیکی است (و بنابراین ، قابلیت اطمینان آنها در اصل کمتر است). پیش از این، چنین سوئیچ هایی بر روی رله های الکترونیکی انجام می شد که تقریباً همیشه از رله های مدرن استفاده می کردند کلیدهای الکترونیکیکه بسیار قابل اعتمادتر هستند.

مزایای الکترونیکسوئیچ ها:

• پر کردن الکترونیکی به شما این امکان را می دهد که هر گونه اقدامات پیچیده خودسرانه را برای جلوگیری از انفجار انجام دهید (برای جزئیات بیشتر در مورد مشکل انفجار، به زیر مراجعه کنید)
• کنترل از راه دور را می توان پیاده سازی کرد (از طریق رابط های RS-232/422/485، از طریق پرتوهای IR، از طریق اترنت، شامل در سیستم های مختلف کنترل بزرگ)
• سیگنال را می توان تقویت کرد، دوباره کلاک کرد (برای رابط های دیجیتال)، بافر کرد، می توانید اصلاح فرکانس و دامنه آن را انجام دهید.
• سوئیچرهای ماتریسی الکترونیکی می توانند سیگنال را از یک ورودی به هر تعداد خروجی توزیع کنند
• سوئیچ ها به راحتی قابل گسترش، موازی، آبشاری و غیره هستند. (بیشتر در مورد آن در زیر)

ایرادات:

• نیاز به منبع تغذیه دارد، در صورت عدم وجود برق، اکثر سوئیچ ها به هیچ وجه سیگنالی را به خروجی منتقل نمی کنند، که می تواند برای مراکز پخش حیاتی باشد.
• مدارهای الکترونیکی فعال سوئیچ ها مقداری اعوجاج (البته کم) و نویز را به سیگنال ارسالی وارد می کنند. آنها همچنین پهنای باند و حداکثر مقدار سیگنال های ورودی را محدود می کنند.

سوئیچ های تک کانال در مقابل ماتریس

بسیاری از سیستم های ساده به بیش از یک کانال سوئیچینگ خروجی نیاز ندارند. برای آنها، سوئیچ های تک کانال به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، که از نظر ایدئولوژیکی ساده تر از سوئیچ های ماتریسی ساخته شده اند و بنابراین بسیار ارزان تر هستند.

با این حال، اساساً یک سوئیچر ماتریسی را می توان به عنوان چندین سوئیچر تک کاناله در نظر گرفت که با هم کار می کنند، ورودی های آنها مجهز به تقویت کننده های توزیع اضافی، همانطور که در زیر نشان داده شده است.

برنج. 2. ماتریس 2x2 (2 ورودی، 2 خروجی)، مونتاژ شده از یک جفت تقویت کننده توزیع (SD) و یک جفت سوئیچ تک کانال

در اصل، یک سوئیچر ماتریسی را می توان به عنوان چندین سوئیچ تک کاناله در نظر گرفت که با هم کار می کنند.

چنین مداری را می توان مونتاژ کرد و در زندگی واقعی استفاده کرد، اما حتی با اندازه ماتریس 2x2 (نشان داده شده در شکل)، قیمت سوئیچر ماتریس از کل مدار جایگزین بیشتر نخواهد بود و برای هر ابعاد ماتریس بزرگ، معلوم می شود که ارزان تر از چنین مداری خواهد بود (به سادگی نصب، مدیریت و صرفه جویی در فضای رک). با این حال، اگر سوئیچ های تک کانالی مورد استفاده به ورودی های حلقه ای یا پایانه های قابل سوئیچ مجهز باشند، چنین طرح هایی می توانند بسیار موثر باشند (در ادامه در این مورد بیشتر توضیح خواهیم داد).

سوئیچ های ترکیبی

اغلب اوقات لازم است به طور همزمان چندین نوع سیگنال "مختلف" تغییر دهید - به عنوان مثال، ویدئو و صدا، سیگنال های کنترل و غیره. در این مورد، استفاده از دستگاه هایی که چندین سوئیچ را در یک مسکن ترکیب می کنند راحت است. این باعث صرفه جویی چشمگیر هم در فضا و هم در پول می شود. در چنین دستگاهی، همه سوئیچ ها اساسا دارای یک محفظه، منبع تغذیه و کنترل های مشترک هستند.

در یک سوئیچ ترکیبی (مثلاً برای ویدیو و صدا)، تقریباً همیشه یک حالت برای سوئیچینگ مشترک این سیگنال ها (حالت صوتی-پیگیری-تصویری) و سوئیچینگ جداگانه و مستقل (حالت شکست) وجود دارد که کنترل لازم را می دهد. انعطاف پذیری

برخی از سوئیچ‌های ماتریسی حالتی برای تقسیم ورودی و/یا خروجی‌ها به بخش‌های منطقی مستقل دارند (حالت نگاشت ماتریس)، و برای مثال، بخشی از ورودی/خروجی‌ها را برای ویدیوی ترکیبی و بخشی دیگر را برای ویدیوی کامپوزیت استفاده می‌کنند. البته سوئیچ نمی تواند فرمت یک سیگنال را به فرمت سیگنال دیگر تبدیل کند، بنابراین به سادگی در حالت دو سوئیچ در یک هوزینگ کار می کند.

چرا رفت و آمد کردن مشکل است

در اینجا چالش‌های اصلی که مهندسان هنگام طراحی سوئیچ‌ها با آن‌ها مواجه هستند، آمده است:

• پهنای باند و حاشیه دامنه مورد نیاز سیگنال را فراهم می کند، در حالی که نویز و اعوجاج به سیگنال وارد نمی شود.
• از نفوذ سیگنال از موارد استفاده نشده جلوگیری کنید این لحظهورودی به خروجی ("crosstalk")
• حذف کلیک ها، نویزها، اختلالات تصویر در زمان تعویض (این امر به ویژه در استودیوهای تلویزیون مهم است)
• برای سیگنال های دیجیتال - برای ارائه بازیابی و بازیابی ("بازخوانی") سیگنال ورودی، و گاهی اوقات تعامل "هوشمند" با منابع و گیرنده ها

دو مشکل اول با انتخاب دقیق پایه عنصر و اجزای دستگاه، توضیح طرح و سیم کشی حل می شود. برد مدار چاپیو البته تجربه و استعداد توسعه دهنده 2 . با جزئیات بیشتر، ما راه هایی را برای حل مشکلات دیگر در نظر خواهیم گرفت.

انفجار، انفجار در اطراف

انفجار در استودیوهای تلویزیونی

اگر سیگنال‌ها را از دو منبع غیرهمگام در هر زمان تغییر دهید، صفحه تلویزیون پارگی و پارگی لحظه‌ای را نشان می‌دهد.
هماهنگ سازی

در زمینه سوئیچینگ از اهمیت ویژه ای برخوردار است ویدئوی تلویزیونی(مخصوصاً هنگام سازماندهی، به عنوان مثال، پخش زنده) توانایی انتخاب لحظه بهینه برای راه اندازی کلیدها را دارد. اگر سیگنال‌ها را از دو منبع غیرهمگام در یک نقطه زمانی دلخواه تغییر دهید، صفحه تلویزیون اختلال در تصویر (تداخل، لرزش) و از دست دادن کوتاه مدت همگام‌سازی را نشان می‌دهد. انفجارها را می توان به طور کلی به 2 دسته تقسیم کرد:

• آندرکلاک زمانی است که سیگنال های ساعت از منابع در زمان منطبق نیستند. پالس‌های همگام‌سازی در خروجی سوئیچ "انقباض" می‌کنند و گیرنده سیگنال (مثلاً یک مانیتور تلویزیون) به مدتی زمان (گاهی به ثانیه) نیاز دارد تا دوباره همگام‌سازی را "گرفته" و با آن تنظیم کند. تا زمانی که او این کار را انجام ندهد، صفحه یک تصویر پرش و آشفته خواهد داشت (یا حتی اصلاً هیچ). چنین تضعیف شدیدترین و مطلقاً غیرقابل قبول در استودیوهای تلویزیونی تلقی می شود.
• تضعیف تصویر، زمانی که فریم بعدی (به طور دقیق تر، میدان) تصویر به نظر می رسد که نصف شده است - نیمه بالایی هنوز از منبع سیگنال اول و پایینی - از دومی (پس از تعویض) آمده است. علاوه بر این، این دو نیمه ممکن است، به عنوان مثال، با یک نوار افقی سیاه یا نویز از هم جدا شوند. اگرچه چنین قابی خیلی سریع "لغزش" می کند، اما چشم وقت دارد به آن توجه کند، بنابراین چنین تضعیفی در کار استودیو نیز ازدواج محسوب می شود.

برنج. 3. تضعیف از کجا می آید

برای مبارزه با انفجارها، طبق استانداردهای فعلی، تمام تجهیزات استودیو تلویزیونی به طور دقیق از یک ژنراتور ("پیشرو") مشترک (جنلاک) همگام شده است، بنابراین همه منابع استودیو باید به طور همزمان در زمان 3 کار کنند. معنیش اینه که:

• پالس همگام سازی فریم از همه منابع یکسان است
• ترتیب فیلدهای زوج/فرد یکسان است
• مطابقت همگام سازی افقی
• موقعیت و فاز فلاش رنگی در پالس های همگام کاملاً یکسان است

وقتی این شرایط برآورده شود، انفجارهای نوع اول (همگام سازی) غیرممکن است. برای حذف اختلالات تصویر، سوئیچر در استودیوی تلویزیون باید منابع را به شدت تغییر دهد لحظه معینزمان - یعنی در لحظه خاموش شدن فریم، زمانی که بیننده تصویر را نمی بیند.

برنج. 4. سوئیچ که بدون اختلال کار می کند

البته، چنین سوئیچی باید سیگنال ساعت را از نوسانگر مرجع نیز دریافت کند (یا از سیگنال یکی از ورودی های آن استفاده کند) - در غیر این صورت "نمی داند" چه زمانی باید سوئیچ کند.

همگام سازی خارجی منابع سیگنال ویدئویی از یک ژنراتور ویژه یک روش جهانی و نسبتا ارزان برای اطمینان از سوئیچینگ با کیفیت بالا است. هنگام تجهیز استودیوهای جدید، این لحظه باید به عنوان یکی از اولویت ها در نظر گرفته شود.

برنج. 5. اگر منابع (Video1 و Video2) همگام نباشند، انفجارها قابل اجتناب نیستند.

همگام سازی خارجی منابع سیگنال ویدیویی از یک ژنراتور ویژه یک روش جهانی و نسبتا ارزان برای اطمینان از سوئیچینگ با کیفیت بالا است.

همچنین می توان مشکل را پس از واقعیت حل کرد، اما به قیمت افزایش قابل توجه هزینه ها، با گنجاندن بلوک های همگام ساز فریم 4 TBC (تصحیح پایه زمانی) در مجموعه سخت افزاری. اینها دستگاه های پیچیده ای هستند که به شما امکان می دهند سیگنال ویدئویی را برای مدت زمان مشخصی در یک دوره از نرخ فریم به تاخیر بیندازید. سیگنال ورودی در همگام ساز فریم دیجیتالی می شود و زمان لازم برای تراز دقیق با سیگنال دیگری در بافر را "منتظر" می کند، سپس در معرض تبدیل معکوس دیجیتال به آنالوگ قرار می گیرد و به خروجی تغذیه می شود.

استفاده از TBC اجباری است اگر زندهقطعات از رسانه های قابل حمل، از هوای "خارجی"، از دوربین های فیلمبرداری آماتور یا پخش کننده های DVD خانگی استفاده می شود.

AT موارد فردیبا این حال، استفاده از TBC اجباری نیست، اما اگر پخش زنده از قطعاتی از رسانه های قابل حمل، از هوای "خارجی"، از دوربین های فیلمبرداری آماتور یا پخش کننده های DVD خانگی استفاده کند که نمی توانند در شبکه همگام سازی گنجانده شوند، اجباری است. در موارد دیگر، معمولاً به نظر می رسد که ارزان تر (و از نظر ایدئولوژیکی صحیح تر) است که بلافاصله در استودیو نصب شود تجهیزات حرفه ای(دوربین فیلمبرداری، ضبط صوت و غیره) با ورودی جنلاک.

برنج. 6. مقدمه ای بر شبکه همگام سازی استودیو منبع غیر همگام

بنابراین، سوئیچینگ در واقع نه در لحظه فشار دادن دکمه دلخواه یا ظاهر شدن فرمان مربوطه در شبکه کنترل، بلکه کمی بعد (برای ویدیو - در یک دوره از نرخ فریم) اتفاق می افتد.

انفجار در سیستم های ارائه و تجهیزات ویدئویی خانگی

در چنین سیستم‌هایی، ورودی‌ها معمولاً با دفعات کمتری نسبت به استودیوهای تلویزیونی تغییر می‌کنند و بیننده آماده است تا در زمان تعویض، کمی بی‌ثباتی تصویر را تحمل کند. معمولاً اقدامات خاصی برای جلوگیری از انفجار انجام نمی شود.

در عین حال، در دستگاه های سوئیچینگ گران تر، به خاطر راحتی بصری بیشتر، و در سیستم های ارائه مسئول طراحی شده برای کار با مخاطب مهم، چنین اقداماتی ارائه می شود.

در سیستم هایی از این نوع، منابع سیگنال (پخش کننده، کامپیوتر، تلویزیون زمینی، VCR و غیره) تقریباً همیشه ناهمگام هستند و همگام سازی مصنوعی آنها (همانطور که در بالا برای استودیوهای تلویزیونی توضیح داده شد) بسیار گران تمام می شود. علاوه بر این، سیگنال‌های چنین منابعی اغلب در قالب‌های مختلف ارائه می‌شوند (مثلاً ویدیوی ترکیبی، YUV، VGA، یا مثلاً صدای آنالوگ یا دیجیتال)، و ابتدا باید قبل از تعویض، به نحوی به یک واحد تبدیل شوند. فرم.

واحد سوئیچینگ با استفاده از روش "انتقال از طریق خاموشی" یک انتقال بصری صاف از یک تصویر به تصویر دیگر را فراهم می کند.

AT سوئیچ های مقیاس بندیبه عنوان مثال، همه این مشکلات به طور همزمان حل می شود. بلوک مقیاس‌بندی هر سیگنال انتخاب شده از ورودی را به یک فرمت واحد (معمولاً VGA یا DVI / HDMI) تبدیل می‌کند. واحد سوئیچینگ با استفاده از روش "انتقال از طریق خاموشی" یک انتقال بصری صاف از یک تصویر به تصویر دیگر را فراهم می کند. با چنین انتقالی، اولین تصویر به آرامی به "سیاه" محو می شود و سپس تصویر از منبع دیگری به آرامی از سیاه ظاهر می شود. از نظر بصری، این اثر به راحتی درک می شود و سرعت انتقال معمولاً قابل تنظیم است. برای اطلاعات بیشتر در مورد مقیاس‌کننده‌ها، به بروشور «تبدیل سیگنال» مراجعه کنید. مقیاس کننده ها.

برخی از تعویض کننده های ارائه از روش "تاخیر سیگنال" استفاده می کنند

هنگام جابجایی بین منابع غیرهمگام (به عنوان مثال، سیگنال های VGA از چندین رایانه)، برخی از سوئیچ کننده های ارائه از روش "تاخیر سیگنال" استفاده می کنند. در این مورد، سیگنال های همگام سازی (H و V) از یک منبع بلافاصله به منبع دوم تغییر می کنند، اما کانال های خود تصویر (R، G، B) برای مدتی به سمت "سیاه" می روند. مانیتور (پروژکتور، پلاسما) مورد استفاده در سیستم ارائه برای مدتی با پارامترهای همگام سازی جدید تنظیم می شود، در حالی که چیزی روی صفحه نمایش آن وجود ندارد (تصویر سیاه). هنگامی که تنظیم کامل شد، سوئیچ کانال های RGB را روشن می کند و بلافاصله یک تصویر پایدار از منبع دوم روی صفحه ظاهر می شود. و دوباره، چنین انتقالی از نظر بصری راحت تر از تصویر "پرش" است، که بدون استفاده از تاخیر سیگنال ظاهر می شد.

تداخل سوئیچینگ صدا

سیگنال‌های صوتی آنالوگ به دلیل اینکه مفهوم همگام‌سازی را ندارند تعویض می‌شوند. در عین حال، در اینجا نیز مشکلاتی وجود دارد - اگر اقدامات خاصی انجام نشود، در هنگام تعویض می توان کلیک ها را شنید.

برای سوئیچینگ صحیح سیگنال های صوتی از مدار خاصی استفاده می شود که با کمک آن سوئیچینگ در لحظه ای رخ می دهد که مقادیر لحظه ای سیگنال های منابع سوئیچ شده برابر با صفر است (مدار به سادگی منتظر چنین لحظه ای است تا بیایید؛ سیگنال های صوتی خیلی سریع تغییر می کنند و تأخیر سوئیچینگ تقریباً نامحسوس است).

برنج. 7. هنگام تعویض سیگنال های صوتی کلیک می کند

برنج. 8. راه برای جلوگیری از کلیک

راه دیگر برای سوئیچ کردن سیگنال های صوتی "نرم" استفاده از یک میکسر صوتی یا مدارهای مناسب در داخل سوئیچر است، زمانی که سیگنال اول به آرامی "خارج" و سیگنال دیگر به جای آن "in" است (البته، یک تأخیر قابل شنیدن اندک در سوئیچر است. اجتناب ناپذیر).

برنج. 9. سوئیچینگ نرم با میکسر

سوئیچینگ سیگنال های دیجیتال

کار با سیگنال های دیجیتال (SDI، DVI/HDMI، Firewire/DV، AES/EBU، S/PDIF) ویژگی های خاص خود را دارد که باید هنگام ساخت سوئیچ ها و هنگام کار با آنها به آن توجه کرد.

بازنگری

به طور معمول، تمام سیگنال های دیجیتال (هم تصویری و هم صوتی، و همچنین اغلب سیگنال های رابط کامپیوتری با سرعت بالا) در رعایت دقیقبا شبکه همگام، یعنی. "تحت هدایت" سیگنال های ساعت ویژه (سیگنال های "ساعت"). چنین سیگنال های ساعت، به طور صریح یا ضمنی، لزوماً همراه با سیگنال اصلی منتقل می شوند. یک گیرنده مبتنی بر چنین شبکه همگام‌سازی می‌تواند یک سیگنال مفید را جدا کند.

تاکنون تمام سیگنال های دیجیتال منحصراً از طریق خطوط ارتباطی آنالوگ منتقل می شوند (چون سایر سیگنال ها هنوز اختراع نشده اند) و بنابراین در معرض انواع اعوجاج ها و تأثیرات عوامل تصادفی قرار می گیرند.

اگر در طول فرآیند انتقال سیگنال نسبت به شبکه همگام "در اطراف" حرکت نکند، مشکلی وجود نخواهد داشت. با این حال، تا کنون تمام سیگنال‌های دیجیتال منحصراً از طریق خطوط ارتباطی آنالوگ منتقل می‌شوند (چون سایر سیگنال‌ها هنوز اختراع نشده‌اند)، و بنابراین در معرض انواع اعوجاج‌ها و تأثیرات عوامل تصادفی هستند. بنابراین، سیگنال دیجیتالی که واقعاً در انتهای یک خط ارتباطی طولانی دریافت می شود، اغلب در زمان نسبت به سیگنال "ایده آل" تغییر می کند. مهیب ترین نوع چنین تغییری برای سیگنال های ویدیویی و صوتی رایج، به اصطلاح است. "جوت"، یا فاز لرزش. پالس‌های دیجیتال دریافتی کمی باریک‌تر یا کمی گسترده‌تر از پالس‌های اصلی هستند. اگر اقدامات خاصی انجام نشود، چنین تغییراتی می تواند منجر به ناخوشایندترین عواقب شود، تا اختلال یا نویز تصویر ویدیویی یا "خراش" در کانال صوتی.

برای مبارزه با این پدیده، به اصطلاح. reclocking (یا همگام سازی مجدد، reclocking)، i.e. بازیابی مصنوعی فاز صحیح ("ساعت") سیگنال، با اتصال آن به شبکه همگام سازی "ایده آل".

برنج. 10. عصبانیت و نحوه سرکوب آن

مدار سرکوب لرزش دقیقاً می داند که لبه یا پالس بعدی سیگنال در چه زمانی باید رخ دهد، و اگر لبه یا پالس واقعی که وارد می شود تفاوت زیادی با مورد انتظار نداشته باشد (به عنوان مثال، لرزش هنوز از حد بحرانی فراتر نرفته است. ارزش)، مدار به طور مصنوعی او را به مکان واقعی خود می برد. برای اینکه مدار کار کند، باید موقعیت ایده آل ساعت ها و سیگنال های ساعت را در درون خود "به خاطر بسپارد" (در نهایت، آنها نیز باید به نحوی پس از یک خط ارتباطی طولانی ترمیم شوند)، که با استفاده از راه حل های مهندسی پیچیده به دست می آید ( اغلب از یک حلقه PLL با پیوند اینرسی استفاده می شود).

پس از بازنگری هیچ لرزشی باقی نمانده است

پس از بازنگری، هیچ لرزشی باقی نمانده است (البته اگر در ابتدا از مقدار بحرانی فراتر رفته باشد، پس از آن دیگر نمی توان با آن برخورد کرد). به طور معمول، خطوط ارتباطی سطحی از لرزش را فراهم می کنند که به راحتی توسط مدارهای ورودی ابزار مقابله می شود. این چیزی است که به ما اجازه می‌دهد بگوییم که سیگنال‌های دیجیتال می‌توانند به طور کلی بدون تلفات منتقل شوند (برخلاف سیگنال‌های آنالوگ، که بر اساس هیچ معیاری در انتهای گیرنده قابل بازیابی نیستند).

به ما اجازه می دهد بگوییم که سیگنال های دیجیتال را می توان به طور کلی بدون از دست دادن انتقال داد

Reclocking همچنین امکان آبشارهای متعدد ابزارهای دیجیتال را فراهم می کند. به صورت سری، یکی پس از دیگری، بسیاری از سوئیچ ها، توزیع کننده ها و غیره را شامل می شود. اگر هر دستگاه بازیافت شود، هیچ ضرری در سیستم وجود نخواهد داشت.

یک سوئیچر سیگنال دیجیتال تصویری یا صوتی، اگر برای کار با خطوط ارتباطی طولانی (ده‌ها متر یا بیشتر) طراحی شده باشد، باید برای هر ورودی به مدارهای Reclocking مجهز باشد.

تعامل "هوشمند".

بسیاری از اینترفیس های دیجیتال به منبع و گیرنده سیگنال نیاز دارند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، مانند تبادل برخی اطلاعات فنی. در همان زمان، توسعه دهندگان رابط معمولاً تصور نمی کردند که نوعی سوئیچ نیز می تواند بین این دو متصل شود.

این دقیقاً همان داستانی است که با رابط های VGA (طبق مشخصات VESA)، DVI (و کمی بعد با HDMI) اتفاق افتاد. این رابط‌ها به نمایشگر نیاز دارند تا اطلاعات سرویس را با رایانه (یا منبع ویدیویی دیگر، مثلاً پخش‌کننده DVD) از طریق رابط DDC مبادله کند. بدون چنین تبادلی، برخی از رایانه ها ممکن است اصلاً تصویری را تولید نکنند، اما از طریق آن رابط HDMIبه عنوان مثال، ویدیوی رمزگذاری شده HDCP عبور نخواهد کرد.

در اصل، سوئیچ هیچ هزینه ای ندارد، به جز خود مدارهای ویدئویی، سوئیچ و مدارها برای تبادل از طریق DDC. روی انجیر 11 نشان می دهد که نمایشگر و کامپیوتر 1 سیگنال های DDC را مبادله می کنند.

برنج. 11. مشکل تبادل اطلاعات سرویس

برخی از کامپیوترها به هیچ وجه بوت نمی شوند مگر اینکه یک صفحه نمایش به کارت گرافیک آنها متصل باشد

همه چیز با این جفت خوب است، اما در مورد کامپیوترهای 2 و 3 چطور؟ آنها "رها" هستند، بدون نمایشگر متصل به آنها. این امکان وجود دارد که خروجی های کارت گرافیک آنها خاموش شود یا به حالت آماده به کار برود. هنگامی که سوئیچ به، به عنوان مثال، کامپیوتر 2 سوئیچ می شود، دومی به زمان نیاز دارد تا داده ها را با نمایشگر مبادله کند و کارت گرافیک خود را به کار بیاندازد (و گاهی اوقات در این فرآیند خرابی وجود دارد). برخی از کامپیوترها به هیچ وجه بوت نمی شوند مگر اینکه یک صفحه نمایش به کارت گرافیک آنها متصل باشد.

راه حل مشکل این است که سوئیچ CAM تمام اطلاعات DDC را که ممکن است در آینده مورد نیاز باشد، از صفحه نمایش متصل به خروجی خود می خواند. متعاقباً، سوئیچ CAM این داده ها را در صورت درخواست برای هر رایانه ای که به ورودی آن متصل است، صادر می کند. در نتیجه، رایانه‌ها «فکر می‌کنند» که هر یک از آن‌ها صفحه‌نمایش مخصوص به خود را متصل کرده‌اند و با کمال میل یک تصویر را تولید می‌کنند.

بسیاری از سوئیچ های صرفا کامپیوتری (مانیتور + صفحه کلید + ماوس) بر اساس یک اصل مشابه کار می کنند که مجبور هستند برای هر یک از رایانه های متصل به آن یک ماوس و صفحه کلید شبیه سازی کنند، اگرچه ماوس و صفحه کلید واقعی همیشه فقط به یکی از آنها متصل هستند. در غیر این صورت، برخی از رایانه ها به هیچ وجه از کار کردن خودداری می کنند.

به عنوان مثال، یک سوئیچ برای یک رابط IEEE 1394 (Firewire) نیز مجبور است مانند یک هاب در ساختار کلی گذرگاه «رفتار» کند. دارای "هوش" است که به آن اجازه می دهد در رویه های تبادل پیچیده روی این رابط شرکت کند (برای جزئیات بیشتر، به بروشور "Interfaces. IEEE 1394 (Firewire)" مراجعه کنید).

گسترش سوئیچ ها

علیرغم وجود مدل های سوئیچ با تعداد بسیار زیاد ورودی و خروجی در بازار، افزایش قابلیت های دستگاه های سوئیچینگ با آبشار یا موازی سازی خروجی غیر معمول نیست. به عنوان مثال، این وضعیت در صورتی امکان پذیر است که یک سوئیچ بزرگ از نظر اندازه و هزینه مناسب نباشد.

بسته به ویژگی های ذاتی سوئیچ، گسترش آن می تواند ساده یا پیچیده باشد.

مثال دیگر نیاز به "رشد" سیستم به همان اندازه که صاحب آن "رشد می کند" است. سوئیچ خریداری شده در ابتدا تنگ است و بدون از دست دادن وجوهی که قبلاً در تجهیزات سرمایه گذاری شده است (یعنی بدون از بین بردن قدیمی) مهم می شود که قابلیت های آن را گسترش دهید.

بسته به ویژگی های ذاتی سوئیچ، گسترش آن می تواند ساده یا پیچیده باشد. بیایید چندین راه برای حل این مشکل در نظر بگیریم.

افزایش تعداد ورودی ها

آبشاریسوئیچ ها با اتصال خروجی یک بلوک به یکی از ورودی های بلوک دیگر انجام می شود. این برای سوئیچ ها از هر نوع ممکن است، اما خیلی راحت نیست: یک مرحله سوئیچینگ اضافی اضافه می کند، کنترل را پیچیده می کند و یکی از ورودی های سوئیچ دوم را از گردش خارج می کند.

برنج. 12. آبشاری

بسیار سودمندتر اتصال موازی در خروجی ها: خروجی های چند دستگاه به هم متصل می شوند ("سیمی" یا "). درست است، برای اجرای این راه حل، هر سوئیچ باید عملکرد خاموش کردن خروجی را داشته باشد و همچنین به طور منطقی (برنامه ای) از چنین روشنایی پشتیبانی می کند که در همه مدل ها موجود نیست.

برنج. 13. خروجی های موازی

افزایش تعداد خروجی ها

اگر تعداد خروجی‌های موجود کافی نباشد، می‌توان خروجی‌های اضافی را به موازات کلید اول قرار داد و ورودی‌های آنها را با هم ترکیب کرد. برای این کار، علاوه بر خود سوئیچ ها، تقویت کننده های توزیعی استفاده می شود که دارای چندین خروجی هستند (همانطور که قبلا در شکل 2 نشان داده شده است).

با این حال، اگر به مدل‌های سوئیچرهای ماتریسی با ورودی‌ها و خروجی‌های حلقه‌ای (از طریق کانال) روی بیاوریم، نیاز به دستگاه‌های اضافی - تقویت‌کننده‌ها - از بین می‌رود. هر یک از این ورودی های یک سوئیچ به خروجی مربوط به سوییچ دیگر متصل می شود و ترمیناتور داخلی (مقاومت بار خط) فقط در دومی روشن می شود.

برنج. 14. سوئیچ ها توسط یکی از ورودی های خود از طریق خروجی های حلقه ای متصل می شوند

به منظور صرفه جویی در فضا، برخی از سوئیچ های فشرده، کانکتورهایی را برای خروجی های حلقه ای ارائه نمی کنند، اگرچه می توان پایانه ها را غیرفعال کرد. در این مورد می توان از اتصال دهنده های T ارزان قیمت ("تی") برای دستیابی به نتیجه مشابه استفاده کرد. آنها بر روی ورودی های دستگاه (معمولا کانکتورهای BNC) قرار می گیرند و کابل ورودی و کابل سوئیچ بعدی به دو سوکت باقی مانده از سه راهی متصل می شوند.

ترکیب چندین سوئیچ ماتریسی از طریق ورودی و خروجی به شما امکان می دهد ابعاد سیستم سوئیچینگ را افزایش دهید.

ترکیب چندین سوئیچ ماتریسی هم از طریق ورودی و هم از طریق خروجی به شما امکان می دهد ابعاد سیستم سوئیچینگ را افزایش دهید: به عنوان مثال، با استفاده از چهار بلوک 16×16، می توانید یک ماتریس 32×32 دریافت کنید. گاهی اوقات چنین راه حل هایی از نظر عملکردی انعطاف پذیرتر هستند و از نظر بودجه ترجیح داده می شود: می توانید با یک سیستم روی یک سوئیچ کوچک ارزان شروع کنید و با خرید دستگاه های اضافی آن را افزایش دهید.

برنج. 15. تعداد ورودی ها یا خروجی ها را همزمان افزایش دهید
(برای بزرگنمائی بر روی عکس کلیک کنید)

اگر توسعه قابل توجهی از سیستم انتظار می رود (بیش از دو برابر شدن)، بهتر است بلافاصله یک سوئیچ با ابعاد حداکثر خریداری کنید، اما تنها به تعداد بلوک های ورودی / خروجی که در ابتدا مورد نیاز است مجهز شده است.

روی انجیر 15 نمونه ای از چنین پسوند سوئیچ را نشان می دهد (ویدئو + صدا). مشاهده می شود که اگر تعداد ورودی ها و خروجی ها دو برابر شود، تعداد ماتریس ها باید چهار برابر شود. اگر به افزایش دو برابری دیگر نیاز دارید (تا ۶۴×۶۴)، به ۱۶ مجموعه ماتریس نیاز دارید. با چنین گسترش شدید، ساختن سیستم با ماتریس‌های جداگانه بی‌سود می‌شود.

اگر انتظار می رود گسترش قابل توجهی از سیستم (بیش از دو برابر شدن) باشد، بهتر است بلافاصله یک سوئیچ با حداکثر ابعاد خریداری کنید، اما تنها به تعداد بلوک های ورودی / خروجی که در ابتدا مورد نیاز است مجهز شده است. طراحی ماژولار بسیاری از دستگاه های با ظرفیت بالا امکان اجرای این رویکرد را فراهم می کند. در آینده، با رشد سیستم، تنها خرید و نصب ماژول‌های گمشده باقی می‌ماند، بدون درهم‌تنیدگی کابل‌ها و برنامه‌ریزی پیچیده سیستم، مانند نشان داده شده در شکل. پانزده

افزایش عملکرد

علاوه بر رشد سوئیچ ها "در عرض"، رشد "در عمق" آنها نیز امکان پذیر است، یعنی. بر اساس نوع سیگنال های پشتیبانی شده به طور خاص، فرمت های ویدئویی CV (کامپوزیت)، YC (s-Video)، YUV (کامپوننت) تنها در تعداد کانال های ویدئویی (1، 2 یا 3) که باید به طور همزمان تغییر کنند، متفاوت است. در نتیجه، هنگامی که یک سیستم با کیفیت اولیه ویدیو (CV) بسازید، می‌توانید آن را به کیفیت YC و سپس به کیفیت YUV ارتقا دهید.

برنج. 16. پسوند ماتریس "عمیق"، با توجه به کیفیت سیگنال

برای چنین رشدی، سوئیچ‌های ماتریسی باید بتوانند با هم کار کنند (چند قطعه به صورت موازی) و همزمان دستورات سوئیچینگ را اجرا کنند. این امکان باید در ویژگی های آنها قید شود، با این حال، حتی در غیاب آن، چنین عملیاتی از ماتریس ها می تواند توسط یک سیستم کنترل خارجی به درستی برنامه ریزی شده شبیه سازی شود.

توجه داشته باشید که اگر پهنای باند ماتریس ها در ابتدا با یک حاشیه مشخص انتخاب شده باشد، نوع کامپوننت نیز به شما امکان می دهد به کار با تلویزیون با کیفیت بالا بروید (نوع 1080i به پهنای باند بیش از 70 مگاهرتز نیاز دارد) و هنگام اضافه کردن ماتریس ها برای کانال های H و V، با سیگنال های کلاس VGA نیز کار می کند. برای اطلاعات بیشتر در مورد سیگنال های مؤلفه، به مقاله «رابط ها» مراجعه کنید. سیگنال های VGA و کامپوننت

ویژگی های سوئیچ اضافی

برای راحتی کنترل سوئیچ های ماتریسی که اغلب ترکیب های سوئیچینگ بسیار پیچیده با ورودی ها و خروجی های زیادی را اجرا می کنند، تابعی از عملکرد تاخیری کلیدها (سوئیچینگ با تایید) ارائه شده است. ترکیب لازم ورودی و خروجی از قبل تایپ می شود و در زمان مناسب با یک کلیک بر روی دکمه Take این ترکیب فعال می شود. همین روش از طریق رابط های کنترل از راه دور نیز امکان پذیر است.

چندین ترکیب از ورودی/خروجی ها را می توان در حافظه سوئیچر ماتریس ذخیره کرد (مثلاً با دکمه STO) و به طور دلخواه توسط اپراتور (مثلاً با دکمه RCL) جابجا شد که بدیهی است زندگی او را آسان تر می کند.

مزیت چنین روش های کنترلی این است که تمام سوئیچینگ های داخلی به طور همزمان و بلافاصله (و نه یکی در یک زمان) انجام می شود.

اضافی ویژگی مفیدسوئیچر ماتریس صوتی (برای صدای آنالوگ) توانایی تنظیم سطح سیگنال در ورودی و / یا خروجی است. در این حالت، کنترل ورودی به شما این امکان را می دهد که تمام منابع صدا را از نظر سطح یکسان کنید (به طوری که هنگام تعویض صدا جهش ناگهانی وجود نداشته باشد). کنترل سطح خروجی می تواند به عنوان کنترل صدا استفاده شود. به عنوان مثال، در سیستم‌های چند اتاقه (چند ناحیه‌ای)، که در آن هر خروجی ماتریس، ناحیه خاص خود را تغذیه می‌کند، شنونده در منطقه خود سطح خروجی ماتریس خود را کنترل می‌کند (سیستم کنترل متمرکز تجهیزات باید مراقب چنین استفاده‌ای باشد).

مدیریت سوئیچ

اکثر سوئیچ ها به کنترل های مخصوص به خود (دکمه ها، دستگیره ها، نمایشگرها) مجهز هستند که به شما امکان می دهد آنها را در حالت دستی 9 .

با این حال، در بسیاری از موارد، دسترسی به سوئیچ نصب شده در یک قفسه بسته در جایی در اتاق تجهیزات دشوار است. در این حالت، پنل های کنترل از راه دور که معمولا سازندگان برای سوئیچ های خود آزاد می کنند، به کمک می آیند.

معمولاً چندین کنترل پنل نصب شده در مکان های مختلف را می توان همزمان به یک سوئیچ متصل کرد.

به عنوان مثال، پانل های قابل برنامه ریزی به کنترل تنها خروجی های ماتریسی اختصاص داده شده به آنها یا انجام برخی اقدامات پیچیده و از پیش برنامه ریزی شده با فشار دادن یک دکمه اجازه می دهند. معمولاً چندین کنترل پنل نصب شده در مکان های مختلف را می توان همزمان به یک سوئیچ متصل کرد.

یکی دیگر از رویکردهای رایج استفاده از یک سیستم کنترل مبتنی بر کامپیوتر یا یک کنترلر اختصاصی است. در این مورد، می توان الگوریتم های کنترلی پیچیده خودسرانه را پیاده سازی کرد (به عنوان مثال، طبق یک برنامه زمان بندی، با توجه به یک لیست پخش، در ترکیب با " خانه هوشمند”) و رابط ها برای کاربر. اکثر تولید کنندگان سوئیچ های خود را به صورت رایگان ارائه می کنند یا به صورت جداگانه فروخته می شوند نرم افزارآنها را از طریق کامپیوتر کنترل کنید.

مهم است که سازنده تجهیزات شرحی از پروتکل کنترل خود ارائه دهد

دانش پروتکل ارتباطی که سوئیچ توسط آن کنترل می شود به برنامه نویس اجازه می دهد تا کنترل کننده ها یا سیستم کنترل را پیکربندی کند. مهم است که سازنده تجهیزات شرحی از پروتکل کنترل خود ارائه دهد، در غیر این صورت امکانات ساخت سیستم های دلخواه تنها به راه حل های این سازنده محدود خواهد شد.

به طور معمول، دستگاه ها دارای استاندارد هستند رابط های سریالکنترل RS-232C، RS-422، RS-485. این رابط های سنتی دارای محدودیت هایی هستند، اما به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند و استفاده از آنها آسان است. رابط های کامپیوتری نیز به طور گسترده در سوئیچ های مدرن استفاده می شود: اترنت، USB، بی سیم: اشعه IR، بلوتوث، وای فای. جدول زیر خلاصه ای از رابط های سیمی محبوب را ارائه می دهد.

رابط	قیمت ارز 10	سیم رابط	حداکثر طول	ویژگی های خاص
RS-232С	75-115200 bps (معمولاً 9600 یا 19200 bps)	DB-9 یا DB-25، حداقل 3 سیم	15 متر (استاندارد)، تا 30-50 متر (کابل محافظ، سرعت تا 9600 bps)	تعبیه شده در رایانه (PC، نه MAC). هنگام اتصال "با جرقه" به راحتی "سوخته" می شود
RS-422	تا 1.5 مگابیت بر ثانیه	DB-9 یا پایانه ها (بدون استاندارد)، 2 جفت تابیده + زمین		استاندارد کنترل Batacam/DVCam
RS-485	تا 1.5 مگابیت بر ثانیه	DB-9 یا پایانه ها (بدون استاندارد)، 1 جفت تابیده + زمین	تا 1.5 کیلومتر (سرعت 9600 bps)	بسیاری از دستگاه ها را در یک اتوبوس پشتیبانی می کند. ضد برخورد نیست، ممکن است ناپایدار باشد
شبکه محلی کابلی	10 یا 100 یا 1000 مگابیت بر ثانیه	RJ-45، 2 جفت پیچ خورده	تا 100 متر	می تواند به طور نامحدود مسیریابی شود، از جمله. از طریق اینترنت. تأخیرهای مدیریت غیرقابل پیش بینی هستند و تضمین نمی شوند (بسته به بار شبکه به طور کلی)
یو اس بی	11 یا 400 مگابیت بر ثانیه	4 پین، 4 سیم	تا 3-5 متر	با کمک متمرکز کننده ها (هاب ها) می توان آن را تا ده ها متر گسترش داد
فایر وایر	100، 200، 400، 800 مگابیت بر ثانیه	4 پین، 4 سیم	تا 5 متر	هاب ها یا مبدل های کابل های افزایشی خاص به شما امکان می دهند تا ده ها یا صدها متر گسترش پیدا کنید

1 البته، هنگام استفاده از SD با تعداد خروجی زیاد و افزایش تعداد سوئیچ ها، می توانید ماتریس هایی با هر اندازه ای دریافت کنید.
2 و همچنین استفاده از قطعات گران قیمت و سخت افزار سنگین و گران قیمت. هنگام ساخت سوئیچ ها، مانند سایر تجهیزات، دائماً باید بین قیمت و کیفیت تعادل ایجاد کنید و به دنبال مصالحه های بهینه باشید.
3 در استودیوهای کم هزینه، گاهی اوقات از یکی از منابع سیگنال به عنوان چنین ژنراتور استفاده می شود که متفاوت است. کیفیت خوبو هرگز خاموش نمی شود تمام تجهیزات به آن "ضمیمه" شده است. این باعث صرفه جویی در بودجه می شود، اما می تواند مشکلات پیش بینی نشده ای ایجاد کند که این منبع سیگنال به اشتباه خاموش شود.
4 TBC گاهی اوقات در روسی "تصحیح کننده اعوجاج زمانی" نامیده می شود. همچنین بخشی از "کانال های اتاق" است. بسیاری از TBC ها می توانند همزمان سیستم های تلویزیون (NTSC/PAL/SECAM) را رمزگذاری کنند و سیگنال ویدئویی را به عنوان پردازنده های ویدئویی پردازش کنند.
5 تنگ یا انبساط ماهیتی تصادفی و پر سر و صدا دارد و معمولاً پیش بینی و جبران آنها با معرفی نوعی افزودنی ثابت (تاخیر) دشوار است.
6 برای سیگنال های آنالوگآبشار به ناچار نویز، تداخل و اعوجاج اضافه شده در هر آبشار سیستم را جمع می کند. این یک ویژگی اساسی است. به همین دلیل، باید از آبشار بیش از حد در سیستم های آنالوگ اجتناب شود.
7 ترمیناتور - یک بار منطبق (معمولاً یک مقاومت 75 اهم)، برای تطبیق امپدانس موج کابل با ورودی دستگاه مورد نیاز است.
8 سه راهی ویژه راحت است که در آن هر دو سوکت به دور از دوشاخه هدایت می شوند (و نه در 90 درجه از آن) - اتصالات Y. اتصال کابل ها به آنها در سیم های "ضخیم" بسیار راحت تر است.
9 برخی از سوئیچ های بزرگ ممکن است پانل های کنترل خود را نداشته باشند در حالت "دستی"، آنها تقریبا هرگز استفاده نمی شوند. آنها فقط برای کار با سیستم های کنترل خارجی طراحی شده اند.
10 توجه داشته باشید که در اکثر برنامه‌ها، حتی 9600 بیت در ثانیه برای کنترل سوئیچ، اضافی است.

سوئیچر تا چهار منبع مختلف استریو را سوئیچ می کند فرکانس صوتی. برای نصب در ورودی طراحی شده است پیش تقویت کنندهفرکانس صوتی مرکز صوتی سوئیچینگ - شبه حسی، با کمک چهار دکمه سوئیچینگ بدون تثبیت. نشان دادن تعداد ورودی فعال با استفاده از یک نشانگر LED تک رقمی هفت بخش (خوانش از "0" تا "3").

نقش دستگاه سوئیچینگ توسط یک مالتی پلکسر چهار حالته دو کاناله انجام می شود. نمودار مدار در شکل نشان داده شده است. دستگاه شبه سنسور مبتنی بر یک ماشه چهار فاز D1 - K561TM3 است. چهار دکمه S1 - S4 به ورودی های آن متصل است. در ابتدا، هنگامی که برق روشن می شود، تمام محرک های ریز مدار روی صفر تنظیم می شوند، زیرا مخاطبین دکمه های S1-S4 در حالت اولیه فشرده نشده، صفرهای منطقی را برای همه ورودی های "D" اعمال می کنند.

در همان زمان، صفرها نیز در خروجی های ماشه تنظیم می شوند و اولین ورودی روشن می شود، زیرا ورودی های کنترلی (پایه های 10 و 9) مالتی پلکسر D2 از طریق مقاومت های R6 و R7 صفر و اولین کانال های مالتی پلکسر را دریافت می کنند. باز کن. در همان زمان، همان صفرها به ورودی های رسیور D3 وارد می شود و نشانگر H1 "0" را نشان می دهد.

فشار دادن دکمه S1 موقعیت را تغییر نمی دهد. هنگامی که دکمه S2 را فشار می دهید، یک واحد به پایه 7 D1 تا R3 ارسال می شود و در همان زمان، صفر به ورودی های رایج C1 (پایه 5) از طریق S2 ارسال می شود. در نتیجه حالت از ورودی D فلیپ فلاپ دوم به خروجی آن منتقل می شود و فلیپ فلاپ دوم تراشه D1 روی یک حالت واحد تنظیم می شود. در این حالت، یک واحد در پایه 10 D1 تنظیم می شود که از طریق دیود VD2 به پایه 10 D2 و پایه 5 D3 تغذیه می شود. در نتیجه مالتی پلکسر اولین کانال خود را می بندد و کانال دوم را با اتصال ورودی 2 (X2) به خروجی (X5) باز می کند. عدد "1" روی نشانگر ظاهر می شود.

هنگامی که دکمه S3 را فشار می دهید، واحد از طریق R4 به ورودی D سومین ماشه (پایه 13) و صفر به ورودی مشترک C1 (پین 5) می رود. در نتیجه، تریگر دوم که قبلاً روی یک حالت تنظیم شده بود، به صفر برمی‌گردد و تریگر سوم به یک حالت واحد تغییر می‌کند. در همان زمان، یک واحد در پایه 11 D1 تنظیم می شود که از طریق دیود VD3، به ورودی کنترل 2 (پایه 9) D2 و به پایه 3 از D3 تغذیه می شود. در نتیجه کانکتور X5 از طریق کانال های داخلی مالتی پلکسر D2 به ورودی سوم (کانکتور X3) سوئیچ می کند و عدد "2" روی نشانگر H1 نمایش داده می شود.

وقتی دکمه S4 را فشار می‌دهید، چهارمین ماشه به یک حالت واحد می‌رود و سومین یا یکی دیگر که قبلاً روشن شده بود، روی صفر تنظیم می‌شود. در نتیجه، واحد در پایه 1 D1 ظاهر می شود و از طریق دیودهای VD1 و VD4 به طور همزمان به هر دو ورودی کنترل D2 و هر دو ورودی D3 تغذیه می شود. در نتیجه، ورودی چهارم (X4) روشن می شود و عدد "3" روی نشانگر نمایش داده می شود.

بنابراین، فشار دادن هر دکمه منجر به نصب یک ماشه، به ورودی D که این دکمه به آن متصل است، به یک حالت واحد می‌رسد. در این حالت، هر "تریگر دیگری که قبلاً روی یک حالت تنظیم شده بود، به اجبار به صفر منتقل می شود. بنابراین، دکمه S1 برای انتقال هر سه تریگر باقی مانده به حالت صفر عمل می کند و بنابراین کد "00" در ورودی به دست می آید. D2 و اولین ورودی روشن می شود.

مولتی پلکسر D2 توسط یک ولتاژ دوقطبی تغذیه می شود، ولتاژ منفی ارائه شده به پایه 7 نباید بیشتر از 5 ولت و کمتر از 1 ولت باشد، برای انتقال سیگنال ورودی به بخش خطی مشخصه انتقال عمل می کند. باز کردن کانالمالتی پلکسر، که در آن ضریب اعوجاج غیرخطی سیگنال pe بیش از 0.01٪ است. در صورت عدم وجود ولتاژ منفی، THD می تواند تا چند درصد افزایش یابد. باید در نظر داشت که اختلاف پتانسیل اعمال شده بین پایه های 16 و 7 D2 نباید از 15 ولت بیشتر شود (9+5=14V).

در صورت عدم وجود رمزگشای K176ID2 یا نشانگر هفت بخش، نشانه ها را می توان با استفاده از چهار LED ایجاد کرد که با آنها دکمه ها را برجسته کنید. ال ای دی ها باید از طریق سوئیچ های ترانزیستوری به خروجی های هر چهار تریگر D1 متصل شوند (خروجی اولی پین 2 است، در نمودار نشان داده نشده است).

مالتی پلکسر K561KP1 را می توان با دو مالتی پلکسر K561KP2 جایگزین کرد که فقط از نیمی از هر کدام استفاده می کند (K561KP1 هشت ورودی تک کانال را سوئیچ می کند). تراشه K561TM3 را می توان با K176TM3 جایگزین کرد. K176ID2 را می توان با K176IDZ یا KR514ID2 جایگزین کرد، اما برق باید به + 5 ولت کاهش یابد. دیودهای KD522 را می توان با KD521، KD503 یا حتی D9 یا D220-D223 جایگزین کرد.

در صورت استفاده از نشانگر H1 با کاتدهای مشترک، خروجی مشترک آن باید به یک سیم مشترک وصل شود و یک صفر منطقی باید روی پایه 6 D3 اعمال شود.

هدف از این پروژه تمایل به ایجاد یک دستگاه ساده و قابل اعتماد بود که عملکرد سوئیچینگ ورودی و خروجی یک تقویت کننده با کیفیت بالا را انجام دهد.

این پروژه کاملا باز است. من کد منبع را برای شما ارسال می کنم. مدارو پروژه در .
منبعبه زبان نوشته شده است سطح بالا"C" در محیط CVAVR به معنای واقعی کلمه در عصر. به خوبی اظهار نظر شده است و چه کسی حتی کمی می داند زبان داده شده، به راحتی می توانند پروژه را مطابق با اهداف خود تغییر دهند.

انتخابگر به این صورت عمل می کند:
برای حذف کلیک‌های گذرا بلندگو، با غیرفعال شدن همه ورودی‌ها و خروجی‌ها، دو ثانیه تأخیر در روشن شدن وجود دارد. پس از یک تاخیر، بایت چهارم EEPROM با عدد 0x22 مقایسه می شود، اگر عدد مطابقت داشته باشد، داده ها را از حافظه غیر فرار بارگیری می کنیم. اگر مطابقت نداشت، داده ها خراب شده یا داده ها پاک شده اند، مقادیر پیش فرض را بارگیری کنید (AC1 خاموش AC2 خاموش CD روشن). هنگامی که ورودی مورد نظر را انتخاب می کنید، LED ورودی انتخاب شده برای مدت کوتاهی چشمک می زند و سپس فقط روشن می شود، این افکت عملکرد بصری دستگاه را در کل افزایش می دهد.
کسانی که به دلایلی به دسته ای از دکمه ها نیاز ندارند، می توانند از 1 دکمه (انتخاب) استفاده کنند که از طریق ورودی ها چرخش می کند.

همچنین نمی توان از خروجی های AC استفاده کرد، برای این کار فقط نیازی به لحیم کردن دیودها و دکمه های مسئول کنترل خروجی ها نیست و کلیدهای رله سوئیچینگ AC1 و AC2 را لحیم نکنید. پس از اینکه ورودی یا خروجی مورد نظر را انتخاب کردیم، تایمر نرم افزار شروع به شمارش می کند که پس از حدود 10 ثانیه (در صورت عدم فشار مکرر دکمه ها) داده ها را در حافظه EEPROM می نویسد. هنگامی که برق قطع می شود و دوباره اعمال می شود، ورودی ها و خروجی ها پس از تاخیر حالت خود را حفظ می کنند که این نیز بسیار راحت است.

رله ها می توانند هر کدام که در دسترس دارید باشند. اما بهتر است در اسپیکرهای 16 آمپر از سری SHRACK RT استفاده شود. من رله RTD14005 را برای 5 ولت یا RT314012 برای 12 ولت را برای این نقش توصیه می کنم (در هنگام استفاده از رله 5 ولت، لازم است ترانزیستورها را با ترانزیستورهای قوی تر جایگزین کنید، به عنوان مثال KSE340 یا MJE340). و به عنوان یک رله در مدارهای سیگنال، باید از رله های سیگنال تخصصی استفاده کنید که در حال حاضر به تعداد زیاد به صورت تجاری در دسترس هستند. من رله های دوگانه مینیاتوری 12 ولت TQ2-12 ولت یا A5W-K در 5 ولت را توصیه می کنم

هنگام فلش تراشه نیازی به دست زدن به فیوزها نیست!

در زیر می توانید فریمور، منبع و پروژه را دانلود کنید

فهرست عناصر رادیویی

تعیین	نوعی از	فرقه	تعداد	توجه داشته باشید	نمره	دفترچه یادداشت من
U1	MK AVR 8 بیتی	ATtiny2313	1			به دفترچه یادداشت
U2	تنظیم کننده خطی	LM7805	1			به دفترچه یادداشت
Q1-Q3	ترانزیستور دوقطبی	2N5551	6			به دفترچه یادداشت
D5-D8، D11-D13	دیود یکسو کننده	1N4148	10	سه مورد از آنها در نمودار نشان داده نشده است.		به دفترچه یادداشت
C1-C4	خازن	0.1uF	4			به دفترچه یادداشت
R1-R3	مقاومت	680 اهم	3			به دفترچه یادداشت
R4، R5، R8	مقاومت	3.3 کیلو اهم	6	سه مورد از آنها در نمودار نشان داده نشده است.		به دفترچه یادداشت
R6، R7، R9	مقاومت	2 کیلو اهم	6	سه مورد از آنها در نمودار نشان داده نشده است.		به دفترچه یادداشت
R10	مقاومت	10 کیلو اهم	1			به دفترچه یادداشت
RL1-RL3	رله	RT314012	6	سه مورد از آنها در نمودار نشان داده نشده است.

سوئیچ وسیله ای است که به شما امکان می دهد سیگنال های الکتریکی را تغییر دهید (روشن یا روشن کنید). سوئیچ آنالوگ برای سوئیچینگ آنالوگ طراحی شده است، یعنی سیگنال هایی که در طول زمان در دامنه تغییر می کنند.

توجه خواهم کرد؛ که سوئیچ های آنالوگ را می توان با موفقیت برای سوئیچینگ سیگنال های دیجیتال استفاده کرد.

به طور معمول، وضعیت روشن/خاموش یک سوئیچ آنالوگ با اعمال یک سیگنال کنترلی به ورودی کنترل کنترل می شود. برای ساده سازی فرآیند سوئیچینگ، سیگنال های دیجیتال برای این اهداف استفاده می شود:

♦ واحد منطقی - کلید روشن است.

♦ صفر منطقی - غیرفعال است.

اغلب، سطح یک منطقی مربوط به محدوده ولتاژهای کنترل است که از 2/3 تا 1 ولتاژ تغذیه تراشه سوئیچ متغیر است، سطح صفر منطقی مربوط به منطقه ولتاژهای کنترل از 0 تا 1/3 است. از ولتاژ تغذیه کل ناحیه میانی محدوده ولتاژ کنترل (از 1/3 تا 2/3 مقدار ولتاژ تغذیه) مربوط به منطقه عدم قطعیت است. از آنجایی که فرآیند سوئیچینگ، اگرچه به طور ضمنی بیان شده است، از ماهیت آستانه ای برخوردار است، سوئیچ آنالوگ را می توان در رابطه با ورودی کنترل به عنوان ساده ترین در نظر گرفت.

مشخصات اصلی کلیدهای آنالوگ عبارتند از:

از جمله معایب سوئیچ می توان به این واقعیت نسبت داد که محدودیت

هنگامی که ژنراتور روشن است، هر دو عنصر کلیدی ریز مدار باز هستند. C2 تا R5 به ولتاژی شارژ می شود که در آن کلید DA1.1 روشن می شود. یک ولتاژ تغذیه به تقسیم کننده مقاومتی R1-R3 اعمال می شود. C1 از طریق R4، R3 و بخشی از پتانسیومتر R2 شارژ می شود. هنگامی که ولتاژ صفحه مثبت آن به ولتاژ روشن شدن کلید DA1.2 برسد، هر دو خازن تخلیه می شوند و فرآیند شارژ-دشارژ آنها به صورت دوره ای تکرار می شود.

برای بررسی سلامت عناصر نشانگر نور، دکمه SA1 "Test" را به طور خلاصه فشار دهید.

هنگام کار بر روی یک بار القایی (الکترومغناطیس، سیم پیچ و غیره)، برای محافظت از ترانزیستورهای خروجی ریزمدار، پایه 9 ریز مدار باید به گذرگاه برق متصل شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 23.26.

برنج. 23.24. شکل ساختاری 23.26. روشن کردن میکرو مدار

تراشه های ULN2003A (ILN2003A) (JLN2003A هنگام کار بر روی بار القایی

UDN2580A شامل 8 کلید است (شکل 23.27). قابلیت کار بر روی بارهای فعال و القایی با ولتاژ تغذیه 50 ولت و حداکثر جریان بار تا 500 میلی آمپر را دارد.

برنج. 23.27. Pinout و تراشه معادل UDN2580A

UDN6118A (شکل 23.28) برای 8 کانال طراحی شده است مدیریت کلیدیبار فعال در حداکثر ولتاژ تا 70 (85) ولت در جریان تا 25 (40) میلی آمپر. یکی از زمینه های کاربرد این ریز مدار تطبیق سطوح منطقی ولتاژ پایین با بارهای ولتاژ بالا، به ویژه نمایشگرهای فلورسنت خلاء است. ولتاژ ورودی کافی برای روشن کردن بار از 2.4 تا 15 ولت است.

آنها با ریز مدارهای UDN2580A در پین اوت منطبق هستند و از نظر ساختار داخلی با ریز مدارهای UDN6118A، سایر ریز مدارهای این سری - UDN2981 - UDN2984.

برنج. 23.29. ساختار و پایه تراشه مالتی پلکسر آنالوگ ADG408

برنج. 23.28. Pinout و تراشه معادل UDN6118A

مالتی پلکسرهای آنالوگ ADG408!ADG409 از دستگاه آنالوگ را می توان به عنوان سوئیچ های الکترونیکی چند کاناله با کنترل دیجیتال طبقه بندی کرد. اولین مالتی پلکسر (ADG408) قادر است یک ورودی (خروجی) را به 8 خروجی (ورودی) تغییر دهد. 23.29. دوم (ADG409) - 2 ورودی (خروجی) را به 4 خروجی (ورودی) سوئیچ می کند، شکل. ساعت 23.30

حداکثر کلید بسته از 100 اهم و از ولتاژ تغذیه ریز مدار تجاوز نمی کند.

ریزمدارها می توانند از منبع تغذیه دو یا تک قطبی با ولتاژ حداکثر 25 ولت تغذیه شوند، سیگنال های سوئیچ شده در علامت و دامنه باید در این محدوده قرار گیرند. مولتی پلکسرها با مصرف جریان کم - تا 75 میکروآمپر مشخص می شوند. فرکانس محدود سیگنال های سوئیچ 1 مگاهرتز است.

مقاومت بار - نه کمتر از 4.7 کیلو اهم با ظرفیت آن تا 100 ηF.

M.A. شوستوف، مدار. 500 دستگاه در هر تراشه های آنالوگ. - سن پترزبورگ: علم و فناوری، 2013. -352 ص.

هنگامی که یک تقویت کننده با یک ورودی برای چندین دستگاه استفاده می شود، انتخابگر ورودی تقویت کننده مورد نیاز است. برای راحتی، سوئیچ باید از راه دور ساخته شود. مالتی پلکسر D4 به عنوان یک عنصر سوئیچینگ استفاده می شود. این یک تراشه CMOS است. سوئیچینگ با تغییر مقاومت کانال ترانزیستور اثر میدان رخ می دهد.

نمودار شماتیک سوئیچ دو کانال به چهار جهت در شکل نشان داده شده است.

کانال های این ریز مدار به شدت خطی هستند محدوده مختلفسیگنال های آنالوگ سوئیچ شده، علاوه بر این، ریز مدار اجازه می دهد تا هر دو سیگنال قطب مثبت و منفی را سوئیچ کند (برای این، یک ولتاژ تغذیه دوقطبی به ریز مدار عرضه می شود). اطلاعات در مورد نیاز به روشن کردن یک ورودی خاص به صورت کد باینری به پایه های 10 و 9 میکرو مدار ارسال می شود. هنگامی که کد شماره در این ورودی ها "0" (00) است، X1 و Y1 با کد "1" (01) - X2 و Y2، با کد "2" (10) - X3 و Y3 روشن می شوند، با "3" - (و ) x4 و y4.

کد سوئیچینگ مالتی پلکسر توسط شمارنده رجیستر D2 تولید می شود که در این حالت فقط به عنوان رجیستر استفاده می شود. با استفاده از دکمه های S1 - S4 در ورودی های "1" و "2" این شمارنده شکل می گیرد. کد باینریورودی مورد نظر به عنوان مثال، هنگامی که دکمه S4 را از طریق دیودهای VD1 و VD2 فشار می‌دهید، سطوح تک به هر دو ورودی می‌روند، وقتی S2 را فشار می‌دهید، فقط ورودی اول و S3 را فشار می‌دهید. وقتی S1 را فشار می دهید، هر دو ورودی صفر می شوند.

اکنون باید این کد در رجیسترهای تراشه D2 نوشته شود. هنگامی که هر یک از دکمه ها را فشار می دهید، یک در یکی از ورودی های عنصر D1.1 و صفر در خروجی آن ظاهر می شود. خازن C2 از طریق مقاومت R3 تخلیه می شود و پس از رسیدن ولتاژ دو طرف به صفر منطقی، یک واحد در خروجی عنصر D1.2 ظاهر می شود.

یک پالس مثبت جریان شارژ خازن C5 به پایه 1 تراشه D2 می رسد و کد تنظیم شده در ورودی های "1" به "2" را به حافظه منتقل می کند، در همان زمان این کد در خروجی های آن "1" ظاهر می شود. و "2" (پین های 6 و 11)، که از آنجا کد وارد ورودی های کنترل مالتی پلکسر D4 می شود. اکنون می توانید دکمه فشرده شده را رها کنید و کد موجود در خروجی تراشه D2 تغییر نخواهد کرد.

سرکوب جهش تماس در این مدار به این دلیل اتفاق می افتد که هنگام رها شدن دکمه، در ورودی عنصر D1.2، واحد منطقی بلافاصله تنظیم نمی شود، بلکه پس از گذشت زمان شارژ خازن C2 از طریق مقاومت R3. در طول جهش، پالس هایی در خروجی عنصر D1.1 وجود خواهد داشت که اجازه نمی دهد خازن C2 تا سطح واحد شارژ شود. این تنها زمانی امکان پذیر خواهد بود که دکمه به طور کامل آزاد شود.

یک LED برای نشان دادن تعداد ورودی فعال استفاده می شود. نشانگر هفت بخش H1. اعداد ورودی - "0"، "1"، "2" و "3" را نشان می دهد. تراشه D3 کد باینری را در ورودی های خود به هفت سیگنال کنترل بخش نشانگر تبدیل می کند.

در لحظه روشن شدن، مدار در موقعیت اولین ورودی "0" تنظیم می شود. برای این کار از مدار C1 F2 استفاده می شود. هنگامی که روشن می شود، جریان شارژ خازن C1 یک پالس مثبت در پایه 9 D2 ایجاد می کند. از این پین برای تنظیم شمارنده و ثبت در حالتی استفاده می شود که همه خروجی ها صفر هستند. این حالت تا زمانی که یکی از دکمه ها فشار داده شود در حافظه باقی می ماند.

به جای ریز مدارهای K561 می توانید از همان ریز مدارهای سری K564 استفاده کنید. رمزگشای D3 را می توان با K176ID2 یا K514ID1 جایگزین کرد. در مورد اول، یک پین اوت کاملا متفاوت، و در مورد دوم، یک نشانگر با یک کاتد مشترک، به عنوان مثال ALS3 24A، مورد نیاز است، خروجی های 3، 9 و 14 آن باید به یک سیم مشترک متصل شوند.