Injection de charge dans un analog switch

[Kiad66000]

Bonjour à tous,

Dernièrement j'ai posté quelques questions sur le schéma suivant :



Dont j'ai calculé l'impédance d'entrée comme étant : Zentrée = (R1*R3)/(R1+R3+jCwR3)

J'aimerais maintenant mettre un analog switch en amont de ce circuit. A priori, je m'orienterais vers le NX3L4051 qui présente une faible résistance Ron. En entrée de ce switch, un signal entre 10 mV et 100 mV.
Je m'interroge sur l'injection de charge. Je ne comprends pas très bien ce phénomène. Lorsque je regarde la doc "Analog switches and multiplexers basics" d'Analog Devices (MT-088), je lis que la tension générée sur la sortie par l'injection de charge est calculée comme ceci : deltaVout = Qinj/Cl, où Cl est la capacité du circuit de sortie. J'imagine donc que mon Cl sera ma capacité C1 sur la figure ci-dessus.
Première question, je ne comprends pas si Vout existe tant que le switch est off, ou si ce n'est qu'un pic.
Deuxième question, dans la datasheet du NX3l4051, on me donne des valeurs de Qinj pour des Cl définies. Mais dans mon cas, Cl n'a pas du tout les valeurs de la datasheet. Comment faire, alors? Si je calcule Vout pour 3V3, j'obtiens 90 mV, ce qui est énorme par rapport à mon signal d'entrée. Dans mon cas il me semble que Cl est plus grande, donc deltaVout devrait être plus faible, mais je n'ai pas le Qinj correspondant... à moins que quelque chose m'échappe!
Enfin, si quelqu'un pouvait m'expliquer plus en détail le phénomène physique de l'injection de charge, ce serait super!

Merci par avance
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[Antoane]

Bonjour,

Dont j'ai calculé l'impédance d'entrée comme étant : Zentrée = (R1*R3)/(R1+R3+jCwR3)

Que tu as ensuite corrigée

J'aimerais maintenant mettre un analog switch en amont de ce circuit. A priori, je m'orienterais vers le NX3L4051 qui présente une faible résistance Ron. En entrée de ce switch, un signal entre 10 mV et 100 mV.

Je m'interroge sur l'injection de charge. Je ne comprends pas très bien ce phénomène.

Lorsque le switch va commuter, il va injecter des charges dans le circuit, du fait d'un couplage parasite entre le signal de commande du switch et le switch en lui-même.
induire un pic de tension transitoir en sortie du switch.
C'est visible à partir de la figure 13 du document que tu cites (https://www.analog.com/media/en/trai...als/MT-088.pdf) :

Lorsque la sortie de la porte logique connectée au CONTROL INPUT va changer d'état, elle va passer de 0 V à Vdd (par exemple 5 V). Le front de tension résultant va alors être couplé à la sortie du switch (noeud D) via la capacité parasite C_Q.

A priori, je m'orienterais vers le NX3L4051 qui présente une faible résistance Ron.

Pourquoi pas... mais sachant que de toutes facon ton circuit déphaseur présentera probablement une impédance d'entrée de l'ordre de la dizaine de kOhm, inutile de chercher à minimiser la Ron du swicth en deca de 10 ou 100 Ohm (erreur de 0.1 à 1%).

Première question, je ne comprends pas si Vout existe tant que le switch est off, ou si ce n'est qu'un pic.

Ce composant est similaire à un "vrai" interrupteur : si il est ouvert alors les circuits dèntrée et de sortie sont séparé, et le potentiel de sortie est fixé par la sortie, i.e. par le dépahseur.

Deuxième question, dans la datasheet du NX3l4051, on me donne des valeurs de Qinj pour des Cl définies. Mais dans mon cas, Cl n'a pas du tout les valeurs de la datasheet. Comment faire, alors? Si je calcule Vout pour 3V3, j'obtiens 90 mV, ce qui est énorme par rapport à mon signal d'entrée.

In first approximation, you can consider that Qinj does not depend upon Cl.

Tu calcules simplement le dV = Qinj / Cl
Pour bien faire, il faudrait ajouter la contribution des capacités parasites (~10s pF directement en sortie du swicth) et des résistances du déphaseur... mais ca complexifie.

En pratique, ce pic de tension sera assez négligeable et, surtout, de durée négligeable.

[Kiad66000]

Merci pour ta réponse!

Que tu as ensuite corrigée

En effet! N'importe quoi.

En fait, ma confusion vient de la figure suivante :

En regardant ce graphe, on dirait que tant que le switch est OFF, il existe une tension continue, un offset, en sortie. Alors que, si je comprends bien, il s'agit plutôt d'un pic?

Si je comprends bien, les charges qui s'accumulent au noeud D lorsque l'interrupteur bascule à l'état OFF proviennent de la capacité de charge Cl? Celle-ci compensant l'inversion de polarité de la capacité parasite du switch?

Merci d'avance

[jiherve]

bonjour
l'injection de charge n'est vraiment un problème que pour un échantillonneur bloqueur en multiplexage simple il vaut mieux s'intéresser à la diaphonie entre canaux.
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,

En fait, ma confusion vient de la figure suivante :
Pièce jointe 454139
En regardant ce graphe, on dirait que tant que le switch est OFF, il existe une tension continue, un offset, en sortie. Alors que, si je comprends bien, il s'agit plutôt d'un pic?

C'est car la figure considère que la sortie du switch est connectée à un condensateur idéal (ou pouvant être considéré comme idéal sur les échelles de temps ici considérées).
Dans ce cas, y ajouter/injecter des charges se traduit par un décalage de tension, un offset d'amplitude dV = Qinj / Cl. Cependant, si ce modèle est pertinent dans le cas, par exemple, de l'échantilloneur-bloqueur mentionné par JR, il ne l'est pas dans ton cas puisque les résistances du montage font s'écouler les charges. Tu n'observeras donc (et encore... pas sûr que ce soit très visible) qu'un pic de tension à chaque commutation.

Si je comprends bien, les charges qui s'accumulent au noeud D lorsque l'interrupteur bascule à l'état OFF proviennent de la capacité de charge Cl? Celle-ci compensant l'inversion de polarité de la capacité parasite du switch?

Les charges traversent la capacité parasite du switch, et s'accumulent dans Cl.