多路复用器和模拟开关
模拟开关和多路复用器基本知识
PMOS NMOSALTERNATE SYMBOLS图1：MOSFET开关导通电阻与信号电压之间的关系工艺(CMOS)可以产出优异的P沟道和N沟道MOSFET。
并联连接器件，结果会形成如图2所示的基本双向CMOS开关。
这种组合有利于减少导通电阻，同时也可能产生随信号电压变化小得多的电阻。
SWITCHDRIVERSWITCH图2：基础CMOS 开关用互补对来减少信号摆幅引起的R ON 变化COMBINED TRANSFERFUNCTION图3：CMOS 开关导通电阻与信号电压之间的关系展示的是N 型和P 型器件的导通电阻随通道电压的变化。
这种非线性电阻可能给直流精度和交流失真带来误差。
双向CMOS 开关可以解决这个问题。
导通电阻大幅降低，线性度也得到了提升。
图3底部曲线展示的是改进后的开关导通电阻特性的平坦度。
ADG8xx 系列CMOS 开关是专门针对导通电阻低于0.5 Ω的应用而设计的，采用亚微米工艺制成。
这些器件可以传导最高400 mA 的电流，采用1.8 V 至5.5 V 单电源供电(具体视器件而定)，额定扩展工作温度范围为–40°C 至+125°C 。
典型的导通电阻与温度和输入信号电平之间的关系如图4所示。
图5：两个相邻CMOS开关的等效电路：影响导通开关条件下直流性能的因素：RON 、RLOADLeakage current creates error voltage at V OUT equal to: V OUT= I LKG×R LOAD图7：影响关断开关条件下直流性能的因素：ILKG 和R当开关断开时，漏电流可能引起误差，如图7所示。
流过负载电阻的漏电流会在输出端产生一个对应的电压误差。
图8：动态性能考虑：传输精度与频率的关系会在传递函数A(s)的分子中形成一个零点。
该零通常出现在高频下，因在等效电路中，CDS和负载电容的函数。
该频率极点为开关导通电阻很小。
模拟开关的结电容引起的交流误差
模拟开关的结电容引起的交流误差
在要求针对模拟信号控制和选择指定传输路径的电子系统设计中，模拟开关和多路复用器已成为必要的元件之一。
然鹅，在使用模拟开关中，了解误差源是灰常有必要滴！
今天就给你们唠唠“使用模拟开关，带来的那些交流误差”。
我们都造，模拟开关的交流误差主要是由自身的结电容引起的。
图1显示的是影响CMOS 开关交流性能的寄生器件。
额外的外部电容会进一步导致性能下降。
这些电容会影响馈通、串扰和系统带宽。
CDS(漏极到源极电容)、CD (漏极-地电容)和CLOAD 与RON和CLOAD相配合，以形成整体传递函数。
图1. 动态性能考虑：传输精度与频率的关系
在等效电路中，CDS 会在传递函数A(s)的分子中形成一个零点。
该零通常出现在高频下，因为开关导通电阻很小。
带宽同时也是开关输出电容与CDS 和负载电容的函数。
该频率极点出现在等式的分母中。
复合频率域传递函数可以改写为如图2所示形式，图2所示为导通状态下的开关的整体波特图。
多数情况下，主要受输出电容CD 的影响，极点断点频率将首先出现。
图2. CMOS 开关传递函数在导通状态下的波特图
因此，为了使带宽最大化，开关应具有低输入电容、低输出电容和低导通电阻。
串联旁路电容CDS 不但会在导通状态响应中形成一个零，同时也会在关断状态下导致开关馈通性能下降。
当开关关断时，CDS 将把输入信号耦合至。
组合逻辑电路的类型
组合逻辑电路的类型在前面的芝识课堂中，我们跟大家简单介绍了逻辑IC的基本知识和分类，并且特别提到CMOS逻辑IC因为成本、系统复杂度和功耗的平衡性很好，因此得到了最广泛应用，同时也和大家一起详细了解了CMOS逻辑IC的基本操作。
逻辑IC作为一种对一个或多个数字输入（信号）执行基本逻辑运算以产生数字输出信号的（半导体）器件，其应用也是非常丰富的，今天就来和芝子一起了解一下吧。
首先我们要明确的是CMOS逻辑IC大致包括两种逻辑，即组合逻辑和时序逻辑。
其中组合逻辑是输出仅为当前输入的纯函数逻辑电路类型，主要包括反相器、缓冲器、双向总线缓冲器、施密特触发器装置、解码器、（多路复用器）、（模拟）多路复用器／多路分解器、模拟开关等；时序逻辑是一种其输出取决于先前输入值的顺序，并由当前输入（如控制信号触发器、锁存器、计数器、移位（寄存器）等）控制的逻辑电路类型。
组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别体现在输入输出关系、有无存储（记忆）单元、结构特点上。
首先我们以几个简单的电路部分为例，来介绍组合逻辑电路的基本情况。
1反相器组合逻辑应用中比较常见的是反相器（以74VHC04为例），是一种输出（Y）与输入（A）相反的逻辑门，如图1所示。
图1 逆变器的操作2缓冲器缓冲器（例如74VHC244），缓冲器增加驱动能力以增加可连接的信号线的数量，并执行波形整形。
缓冲区不执行逻辑操作，示意图如图2。
图2 缓冲器的操作3双向总线缓冲器（（收发器））双向总线缓冲器（收发器），比如74VHC245。
双向总线缓冲器（收发器）是一种其I/O引脚可配置为输入和输出以接收和发送数据的逻辑电路。
由于收发器允许通过控制信号（DIR）更改信号方向，所以它沿着总线传输，双向传输数据。
图3显示了收发器的应用示例。
双向使用总线信号时，将总线输入和总线输出都通过上拉电阻连接到VCC或GND，以防止在控制信号（DIR）切换信号时输入信号变为开路（未定义）。
切换信号时请注意不要将输出与总线输出短路。
多路模拟开关（MUX）的作用
多路模拟开关（MUX）的作⽤
模拟开关和多路转换器的作⽤主要是⽤于信号的切换。
⽬前集成模拟电⼦开关在⼩信号领域已成为主导产品，与以往的机械触点式电⼦开关相⽐，集成电⼦开关有许多优点，例如切换速率快、⽆抖动、耗电省、体积⼩、⼯作可靠且容易控制等。
但也有若⼲缺点，如导通电阻较⼤，输⼊电流容量有限，动态范围⼩等。
因⽽集成模拟开关主要使⽤在⾼速切换、要求系统体积⼩的场合。
在较低的频段上f<10MHz），集成模拟开关通常采⽤CMOS⼯艺制成：⽽在较⾼的频段上（f>10MHz），则⼴泛采⽤双极型晶体管⼯艺。
⼀种集成电路，内部有受外部电压信号控制的多个“电⼦开关”，每个“开关”的通断与控制信号相互独⽴。
通常电⼦开关的导通电阻在⼏⼗欧姆。
“模拟开关”的作⽤就是⽤在模拟信号的传输路径“切换”电路中，道理好⽐“继电器”。
如电视机的“AV输⼊”与机内视频/⾳频信号通道之间就常⽤到4路模拟开关。
当你通过遥控器切换AV状态时，电视机内部视频/⾳频信号被切断，⽽由外部线路输⼊的AV信号被接通⾄视频处理-显像电路和⾳频驱动放⼤电路中。
模拟开关与多路转换器
模拟开关与多路转换器问：ADI公司不给出ADG系列模拟开关和多路转换器的带宽，这是为什么?答：ADG系列模拟开关和多路转换器的输入带宽虽然高达数百兆赫，但是其带宽指标本身不是很有意义的。
因为在高频情况下，关断隔离(off isolation)和关扰指标都明显变坏。
例如，在1MHz情况下，开关的关断隔离典型值为70dB，串扰典型值为-85dB。
由于这两项指标都按20dB/+倍频下降，所以在10MHz时，关断隔离降为50dB，串扰增加为-65dB；在100MHz时，关断隔离降为30dB，而串扰增加为-45dB。
所以，仅仅考虑带宽是不够的，必须考虑在所要求的高频工作条件下这两项指标下降是否能满足应用的要求。
(关断隔离是指当开关断开时，对耦合无用信号的一种度量——译者注。
)问：哪种模拟开关和多路转换器在电源电压低于产品说明中的规定值情况下仍能正常工作?答：ADG系列全部模开关和多路转换器在电源电压降到+5V或±5V情况下都能正常工作。
受电源电压影响的技术指标有响应时间、导通电阻、电源电流和漏电流。
降低电源电压会降低电源电流和漏电流。
例如，在125°C，±15V时，ADG411关断状态源极漏电流IS(OFF)和漏极漏电流ID(OFF)都为±20nA，导通状态漏极漏电流ID(ON)为±40nA；在同样温度下，当电源电压降为±5V，IS(OFF)和ID(OFF)降为±25nA，ID(ON)降为±5nA。
在+125°C，±15V 时，电源电流I DD ，I SS 和IL最大为5μA；在±5V时，电源电流，最大值降为1μA。
导通电阻和响应时间随电源电压降低而增加。
图1和图2分别示出了ADG408的导通电阻和响应时间随电源电压变化的关系曲线。
此主题相关图片如下：图1 导通电阻与电源电压的关系曲线问：有些ADG系列模拟开关是用DI工艺制造的，DI是怎么回事?答：DI是英文Dielectric Isolation介质隔离的缩写，按照DI工艺要求，每个CMOS开关的NMOS管和PMOS管之间都有一层绝缘层(沟道)。
4路2选1模拟开关
4路2选1模拟开关在我们日常生活和工作中，电子设备的使用越来越普及，对于电子元器件的选择也显得愈发重要。
4路2选1模拟开关作为一种常见的电子元器件，以其小巧的体积、高效的性能赢得了市场的青睐。
本文将为您详细介绍4路2选1模拟开关的工作原理、应用场景、优势以及市场前景和选择建议。
一、简介4路2选1模拟开关，从名字就可以看出，它具有4个输入端口，2个输出端口。
这种开关的主要作用是在多个输入信号中选择两个进行输出。
它广泛应用于各种电子设备中，如音频、视频切换器、数据选择器等。
二、工作原理与操作方法4路2选1模拟开关的工作原理是利用电子元器件的导通与截止特性，实现对输入信号的选择与切换。
在使用过程中，用户可以通过控制开关的输入端来选择需要输出的信号。
操作方法很简单，首先，将需要切换的信号接入开关的输入端，然后通过控制器选择需要的输出信号。
这种开关通常具有手动和自动两种操作模式，手动模式下，用户可以直接操作开关选择输出信号；自动模式下，开关会根据预设的条件自动切换输出信号。
三、应用场景与优势4路2选1模拟开关在众多应用场景中，如音频切换、视频切换、信号处理等领域都有广泛的应用。
其优势主要体现在以下几点：1.小巧轻便：相比其他类型的开关，4路2选1模拟开关体积小、重量轻，便于安装和使用。
2.切换速度快：模拟开关的切换速度较快，能够满足高频切换的需求。
3.可靠性高：采用高品质元器件制造，具有较高的稳定性和可靠性。
4.易于控制：操作简单，可通过控制器方便地实现信号切换。
四、市场前景与选择建议随着科技的不断发展，对电子元器件的需求越来越大，4路2选1模拟开关市场前景十分广阔。
在选购时，建议关注以下几点：1.品牌：选择知名品牌，保证产品质量与售后服务。
2.参数：根据实际应用需求，选购合适参数的开关，如输入电压、输出电流等。
3.价格：合理的价格区间，避免过高或过低的价格。
4.口碑：了解其他用户的使用体验，参考口碑评价。
用模拟开关实现信号复用
用模拟开关实现信号复用请注意模拟开关和多路复用器，它们是信号通道的关键元件。
设计人员应当了解这些重要模拟部件的应用和规格。
要点模拟开关的主要规格是电压、导通电阻、电容、电荷注入、速度和封装。
介质绝缘工艺可防止一些开关的闩锁。
开关的工作范围从直流到 400 MHz ，甚至更高。
MEMS(微机电系统)开关在高频下运行良好，但存在可靠性问题，并且封装费用昂贵。
如果您是在仿真一个模拟开关，要确保对全部寄生成分的建模。
没有哪个 IC 原理图符号能比模拟开关的符号更简单(图 1a )。
一个基本开关仅包括输入、输出、控制脚和一对电源脚。
然而，在这简单的外观(图 1b )后面，隐藏着极其复杂的东西。
很多规格，包括电源电压和导通电阻，都对部件运行非常重要。
模拟开关也有许多交流规格，如带宽和开关时间。
所有这些规格(包括泄漏电流)都会随温度而变化，有时是彻底改变。
与其它所有模拟部件一样，开关也有相互作用并有一组连续值的规格。
这些规格并非白或黑，而是灰色梯度(参考文献 1 )。
一个模拟开关是复杂的，但要把它们联结成组，或者把它们集成到一个 IC 里以提供 DPDT (双刀双掷)功能或多路复用器，就会更加复杂。
例如，一个为ADC送入信号的多路复用器应当是一种先开后合的器件——也就是说，在接通之前，它应当断开触点，防止输入信号相互短路。
但是一个音频输出上的多路复用器可能需要先合后开器件——也就是说，它必须先接通，然后再断开，以防止音频信号中出现令人不快的卡嗒声和爆破音。
如所有模拟部件一样，事情要比第一眼看上去更复杂。
寻找新用途模拟开关总是在仪器和工业市场中占有一席之地。
数据采集卡重定模拟输入的路径，为接至 ADC 的测量提供多个通道，并把模拟输出传递到连接器或内部电路节点。
这些卡中的模拟开关和多路复用器传统上是高压部件，以保持它们的工业、军用和医用传统。
这些有几十年历史的应用将永远存在，但是几项新的技术进展正在使模拟开关的使用发生巨大的变化。
什么是电子电路中的多路复用器
什么是电子电路中的多路复用器在电子电路中，多路复用器（Multiplexer，简称MUX）是一种重要的数字电路元件，它的作用是实现多个输入信号中的一个信号经过选择后输出。
1. 多路复用器的基本原理多路复用器的基本原理可以用模拟电路中的开关来进行简单的描述。
假设有一组开关，每个开关对应一个输入信号，而多路复用器则控制这些开关的打开和关闭。
当多路复用器将某个开关打开时，对应的输入信号便通过该开关并输出；反之，当多路复用器将某个开关关闭时，对应的输入信号则不会通过该开关。
2. 多路复用器的结构和工作原理多路复用器一般由两部分组成：控制逻辑和数据选择部分。
控制逻辑负责接收控制信号，并根据信号的不同来控制数据选择部分的工作。
数据选择部分则根据控制逻辑的指令选择相应的输入信号，并将选择的信号输出。
多路复用器的工作原理可以简单描述如下：首先，控制逻辑通过控制信号指定需要选择的输入信号数量，比如2个、4个或者更多。
接着，数据选择部分根据控制信号选择对应数量的输入信号，并将选择的信号通过电路连接至输出端。
最后，输出端将选择的信号输出，供后续电路使用。
由于多路复用器可以选择多个输入信号中的一个，因此它常用于减少电路的复杂性和节省空间。
例如，多路复用器可以用于选择不同的数据源输入到一个共享的总线上，从而提高系统资源的利用率。
3. 多路复用器的应用多路复用器在数字电路和通信系统中有广泛的应用。
以下是一些常见应用示例：3.1 数据选择器多路复用器可以作为数据选择器使用，用于选择多个输入数据中的一个输出。
例如，在计算机的输入输出模块中，可以用多路复用器来选择不同的输入设备，如键盘、鼠标或者其他外部设备。
3.2 传输系统在通信系统中，多路复用器可以将多个信号通过同一条物理通道进行传输，从而节省通道资源。
例如，在电话网络中的时分多路复用技术（TDM）中，多个电话信号可以使用时分复用技术合并在同一条电话线路上进行传输。
3.3 数字显示器多路复用器可以用于数字显示器的控制。
模拟开关和多路复用器基本知识
PMOS NMOSALTERNATE SYMBOLS图1：MOSFET开关导通电阻与信号电压之间的关系工艺(CMOS)可以产出优异的P沟道和N沟道MOSFET。
并联连接器件，结果会形成如图2所示的基本双向CMOS开关。
这种组合有利于减少导通电阻，同时也可能产生随信号电压变化小得多的电阻。
SWITCHDRIVERSWITCH图2：基础CMOS 开关用互补对来减少信号摆幅引起的R ON 变化COMBINED TRANSFERFUNCTION图3：CMOS 开关导通电阻与信号电压之间的关系展示的是N 型和P 型器件的导通电阻随通道电压的变化。
这种非线性电阻可能给直流精度和交流失真带来误差。
双向CMOS 开关可以解决这个问题。
导通电阻大幅降低，线性度也得到了提升。
图3底部曲线展示的是改进后的开关导通电阻特性的平坦度。
ADG8xx 系列CMOS 开关是专门针对导通电阻低于0.5 Ω的应用而设计的，采用亚微米工艺制成。
这些器件可以传导最高400 mA 的电流，采用1.8 V 至5.5 V 单电源供电(具体视器件而定)，额定扩展工作温度范围为–40°C 至+125°C 。
典型的导通电阻与温度和输入信号电平之间的关系如图4所示。
图5：两个相邻CMOS开关的等效电路：影响导通开关条件下直流性能的因素：RON 、RLOADLeakage current creates error voltage at V OUT equal to: V OUT= I LKG×R LOAD图7：影响关断开关条件下直流性能的因素：ILKG 和R当开关断开时，漏电流可能引起误差，如图7所示。
流过负载电阻的漏电流会在输出端产生一个对应的电压误差。
图8：动态性能考虑：传输精度与频率的关系会在传递函数A(s)的分子中形成一个零点。
该零通常出现在高频下，因在等效电路中，CDS和负载电容的函数。
该频率极点为开关导通电阻很小。
模拟开关和多路复用器常见问题解答
模拟开关和多路复用器常见问题解答声明Analog Devices公司拥有本文档及本文档中描述内容的完整知识产权（IP）。
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其他技术支持资料以及相关活动请访问以下技术支持中心网页/zh/content/ADI_CIC_index/fca.html.Analog Devices, Inc.版本历史版本日期作者描述1.0 2013/9/7 CAC(XS)文档新建目录版本历史 (II)目录 (III)第1章简介 (4)1.1产品简介 (4)1.2参考资料 (5)第2章模拟开关基础 (6)第3章常见应用问题解答 (8)3.1 使用模拟开关时，会带来哪些直流误差？ (8)3.2使用模拟开关时，会带来哪些交流误差？ (9)3.3模拟开关的建立时间和开关时间代表什么？ (14)3.4在使用电子开关设置运放增益时，怎样减小模拟开关的导通电阻所带来的误差？ (14)3.5什么条件会导致模拟开关的闩锁？ (17)3.6模拟开关可以驱动的电容大小是多少，或者说其输出端的走线长度有要求吗？ (20)3.7当数字控制口悬空时，电子开关的输入处在什么状态，会切换到固定的通道吗？ (20)3.8模拟电子开关可否用来传输4-20mA电流信号？ (20)3.9模拟电子开关的输入信号大小怎么确定？ (20)3.10模拟电子开关在没有上电的情况下其输入输出通道是什么状态？ (21)3.11模拟电子开关有没有大电流导通能力的，可以应用在切断电源上的电子开关？ (21)3.12电子开关是不是都是双向导通的？ (21)第1章简介1.1 产品简介在要求针对模拟信号控制和选择指定传输路径的电子系统的设计中，模拟开关和多路复用器已成为必要元件之一。
cd4053
cd4053CD4053是一种集成电路，属于模拟多路复用器与开关，这种器件在电子设备中具有广泛的应用。
本文将介绍CD4053的功能、工作原理、应用场景以及与其他类似器件的比较。
CD4053是一款16引脚的CMOS集成电路，由Harris（后来被Intersil收购）公司研发并生产。
它由三个独立的双二选一多路复用器组成，每个多路复用器有两个独立的输入端和一个公共输出端。
它还具有内部的线路保护功能，可以防止电源偏移和静电击穿等电路故障。
CD4053的功能非常强大，它可以用于模拟信号的多路复用、信号的开关以及多种电路之间的连接。
它可以通过控制端的逻辑电平来选择输入信号通向输出端的路径，从而实现不同的功能。
此外，CD4053还具有较大的输入电流范围和较小的电流漏流，使其适用于各种低功耗电路设计。
CD4053的工作原理比较简单，它使用CMOS技术来实现信号通路的控制。
在多路复用模式下，通过对控制端施加不同的逻辑电平，可以选择不同的输入信号通向输出端。
在开关模式下，通过控制端的逻辑电平来打开或关闭信号路径。
由于CD4053采用了CMOS 技术，它的功耗相对较低，能够在宽范围的工作电压下运行。
CD4053在电子设备中有着广泛的应用。
首先，它可以用作模拟信号的多路复用器。
在一些需要从多个信号源中选择一个信号进行处理或显示的应用中，CD4053可以非常方便地实现信号的切换与选择。
例如，在音频设备中，CD4053可以用于选择不同的输入音频信号，以便进行混音或音频切换。
其次，CD4053也可以用作数字信号开关。
在数字电路中，有时需要根据控制信号来打开或关闭信号通路。
CD4053可以很好地完成这一任务，通过对控制端施加逻辑电平，可以控制不同的数字信号通向输出端。
这在计算机总线系统、数字信号处理等应用中特别有用。
此外，CD4053还可以用作模拟开关。
在一些测试仪器或测量设备中，可能需要将不同的信号源与仪器或设备的输入端连接，以便进行测试或测量。
多路复用器和模拟开关
多路复用器和模拟开关多路复用器（MULTIPLEXER 也称为数据选择器）是用来选择数字信号通路的；模拟开关是传递模拟信号的，因为数字信号也是由高低两个模拟电压组成的, 所以模拟开关也能传递数字信号。
在CMOS多路复用器中，因为其数据通道也是模拟开关结构，所以也能用于选择多路模拟信号。
但是TTL的多路复用器就不能选择模拟信号.。
用CMOS的多路复用器或模拟开关传递模拟信号时要注意：模拟信号的变化值必须在正负电源电压之间，譬如要传递有正负半周的正弦波时，必须使用正负电源且电源电压大于传递的模拟信号峰值，这时其控制或地址信号必须以负电源电压为0，而以正电源电压为1；或者用单电源供电，而使模拟信号的变化中值在 1/2 电源电压上, 传递之后再恢复到原来的值。
1、常用CMOS模拟开关引脚功能和工作原理1.四双向模拟开关CD4066CD4066的引脚功能如下图所示。
每个封装内部有4个独立的模拟开关，每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。
当控制端加高电平时，开关导通；当控制端加低电平时开关截止。
模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。
模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。
各开关间的串扰很小，典型值为－50dB。
2.单八路模拟开关CD4051CD4051引脚功能如下图所示。
CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码ABC来决定。
“INH”是禁止端，当“INH”=1时，各通道均不接通。
此外，CD4051还设有另外一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从而使得通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种多路开关可传输峰－峰值达15V的交流信号。
例如，若模拟开关的供电电源VDD=＋5V，VSS=0V，当VEE=－5V时，只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号，就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。
Vishay Siliconix推出新款CMOS模拟开关和多路复用器
Vishay Siliconix推出新款CMOS模拟开关和多路复用器日前，Vishay Intertechnology, Inc.（NYSE 股市代号：VSH）宣布，推出4款可使用2.7V～16V单电源或±2.7V～±8V双电源工作的新器件，充实其DG92xx系列CMOS模拟开关和多路复用器。
新器件具有工作电压范围宽、小封装尺寸和兼容低电压逻辑的特点，可用于高速、高精度开关应用。
今天发布的产品包括一个双路SPDT模拟开关(DG9236)、一个8通道多路复用器(DG9251)、一个双路4通道多路复用器(DG9252)和一个三路2通道多路复用器(DG9253)。
新器件适用于触摸屏、平板电脑、数据采集、健康医疗、仪器和自动化设备。
DG9251、DG9252和DG9253的规定电压都是+16V、+5V和±5V。
这些器件兼容CMOS和GPIO控制信号，在使用+5V或±5V电源工作时控制输入可以保证1.4V逻辑高电平，使用+16V电源工作时可以保证1.65V逻辑高电平。
对于CMOS/TTL微控制器的控制信号，DG9236在使用+16V电源工作时可以保证1.8V逻辑高电平。
这三款多路复用器采用小尺寸1.8mm x 2.6mm miniQFN-16封装，DG9236模拟开关采用1.4mm x 1.8 mm miniQFN-10封装，高度为0.55mm。
器件的塑料miniQFN封装是目前业内尺寸最小的封装，与WCSP型封装尺寸相近。
在-3dB情况下，多路复用器的带宽为314MHz(DG9251)、449MHz(DG9252)和480MHz(DG9253)，在100MHz下具有-45dB(典型值)的优异隔离性能和-48dB 的串扰。
DG9236的带宽为800MHz，在10MHz下的串扰为-70dB，关断隔离为-62dB。
所有四款器件的规定工作温度范围为-40℃～+85℃。
模拟开关和多路复用器基本知识
模拟开关和多路复用器基本知识目录一、模拟开关基本知识 (1)1.1 模拟开关的定义与分类 (2)1.2 模拟开关的工作原理 (3)1.3 模拟开关的应用场景 (4)1.4 模拟开关的性能指标 (5)1.5 模拟开关的选购与使用注意事项 (7)二、多路复用器基本知识 (8)2.1 多路复用器的定义与分类 (9)2.2 多路复用器的工作原理 (10)2.3 多路复用器的应用场景 (11)2.4 多路复用器的性能指标 (13)2.5 多路复用器的选购与使用注意事项 (14)三、模拟开关与多路复用器的比较与应用 (15)3.1 模拟开关与多路复用器的相同点与不同点 (16)3.2 模拟开关与多路复用器在电路设计中的应用 (18)3.3 模拟开关与多路复用器在数据采集系统中的应用 (19)3.4 模拟开关与多路复用器在通信系统中的应用 (21)一、模拟开关基本知识模拟开关是一种将模拟信号转换为数字信号的设备，它在数字通信系统中扮演着重要的角色。
模拟开关的主要功能是将输入的模拟信号进行采样、量化和编码，以便在数字通信系统中进行传输和处理。
模拟开关的基本组成部分包括：采样电阻、量化器、编码器和解码器。
采样电阻：采样电阻的作用是在输入信号发生变化时，将其转换为电位差信号，从而产生一个电流变化的电压信号。
这个电压信号就是模拟信号在时间上的离散表示。
量化器：量化器的作用是将采样电阻产生的电压信号进行量化，即将其转换为一定范围内的数字信号。
量化器的输出通常是一个二进制数，表示输入信号的强度。
编码器：编码器的作用是将量化后的数字信号进行编码，使其能够在数字通信系统中传输。
编码器的输出通常是一个二进制码，表示输入信号的具体信息。
解码器：解码器的作用是将接收到的数字信号进行解码，还原成原始的模拟信号。
解码器的输出通常是一个新的采样电阻值，用于驱动后续的模拟开关电路。
模拟开关是一种将模拟信号转换为数字信号的设备，它通过采样、量化、编码和解码等过程，实现了模拟信号与数字信号之间的相互转换。
常用模拟开关芯片型号与功能和应用介绍
CD4052通道选择真值表
输入状态
INH
B
A
接通通道
0
0
0
“0”X、“0”Y
0
0
1
“1”X、“1”Y
0
1
0
“2”X、“2”Y
0
1
1
“3”X、“3”Y
1
均不接通
三组二路模拟开关CD4053
• CD4053内部含有 3组单刀双掷开 关，3组开关具 体接通哪一通道， 由输入地址码 ABC来决定。
CD4053通道选择真值表
• 模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可 传输的模拟信号的上限频率为40MHz。各开 关间的串扰很小，典型值为－50dB。
CD4066引脚功能图
2. 有译码器的多路开关
⑴AD750E1（NAA2DA715A00 3）
UDD
(+15V)
地
USS
(-15V)
电平转换
译码驱动
... ...
A1 GND
EN A2 S8 OUT S7 S6 S5
1
16
2
15
3
14
AD
4 7501 13
5
12
6
11
7
10
8
9
A0 USS UDD S1 OUT S2 S3 S4
S1
S8
图3.7 AD7501（AD7503）芯片结构及引脚功能
片上所有逻辑输入与TTL／DTL及CMOS 电路兼容。
表3.1 AD7501真值表
15
3
14
4 CD 13
4501
5
12
6
11
7
10
4通道多路复用、双向、精密模拟开关
该方法不适用于信号通道的输入。给开关输入增加一个串联电阻阻扰了使用一个低RON开关的目的， 为此，将两个小信号二极管与电源脚串联,来为所有管脚提供过压保护（见图 7）。这些附加的二极管使模 拟信号的值限制在比V+低 1V，比GND高 1V之间。低漏放电流性能不受这一方法的影响，但开关电阻可 能会增加，特别是在低电源电压下。
引脚图
注：1. 所示开关为逻辑“0”输入
真值表
注：逻辑“0” ≤ 0.8V，逻辑“1” ≥ 2.4V，Vs 在 3.3V 和 11V 之间。
2
武汉力源信息技术有限公司
免费电话：800-880-8051
引脚描述
数据手册 DS-107-00023CN
订购信息
注：Intersil无铅产品采用特殊的无铅材料制成，模塑料／晶片的附属材料和100％无光泽锡盘引脚符合 RoHS标准，兼容SnPb和无铅低温焊接操作。Intersil无铅产品在无铅峰值回流温度中属于MSL级别分类， 完全满足和超过IPC/GEDEC JSTD-020的无铅要求。
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数据手册 DS-107-00023CN
低电压，单电源，4合1多路复用器，高性能模拟开关
概述
Intersil ISL43640 是精密，双向模拟开关，配有 4 通道多路复用器/多路信号分离器。ISL43640 工作在 +2V 到+12V 的单电源下。它设有抑制管脚，可同时打开所有的信号通道。
电源供电考虑
模拟开关和多路复用器的性能与应用
模拟开关和多路复用器的性能与应用数据采集系统通常利用模拟开关和多路复用器将来自真实世界传感器和传感器子组件的信号路由到电路板上的电子信号调理和转换阶段。
我们试图将电路板布置得尽可能有效地从频繁边缘安装的连接器获取信号到处理电路。
但是，当我们在电路板的不同边缘有多个连接器的传感器时，我们可以烧掉整个PCB层，只需路由模拟信号和模拟地，以防止噪声消失。
与此相关的是我们可能还想与传感器阵列共享电路。
例如，我们可能希望监控和测量机器设计的几个位置的温度。
这将需要在设计周围散布许多温度传感器或热敏电阻。
由于我们的micro可能在任何时候只将一个模拟信号转换为数字信号，而不是复制信号调理，缩放，偏移和增益级，因此将许多信号切换或多路复用可能更具空间和成本效益。
单点指出A/D的条件和路线。
通过不使用多条冗余A/D线，这也可以节省引脚受限处理器上的I/O.本文介绍了模拟开关和多路复用器，这些模拟开关和多路复用器可供工程师在布线和将模拟信号传递到调理电路时在电路板上使用。
基础知识模拟开关，也称为双向开关，通常在矩阵配置中使用低“导通电阻”FET，一旦晶体管导通至完全饱和，电流就会流过预定义的路径（图1）。
您可以将模拟开关视为机械继电器，除了不使用干触点，硅结（PMOS和NMOS）以电子方式启用或禁用无机械运动部件的传导。
图1：隔离使能P和N MOSFET进入低导通电阻导通。
请注意由电源轨夹住的内部保护二极管。
因为晶体管是电子的，所以它们不是电子隔离的，因为它们在继电器中。
这意味着存在电压和电流限制，并且信号范围必须在模拟开关或多路复用器的正和可能的负电源轨内。
对于隔离的高功率或高压开关应用，模拟开关可能不是最佳选择。
但是，对于低电平模拟开关，易于使用且成本低廉的模拟开关和多路复用器可以提供很多好处。
多路模拟开关工作原理
多路模拟开关工作原理
嘿，朋友们！今天咱来唠唠多路模拟开关的工作原理。
你知道不，这多路模拟开关就像是一个超级管理员！比如说，把它想象成一个交通指挥员，道路就是那些信号通道。
这多路模拟开关可不简单呐！它可以根据需要，快速又准确地切换不同的信号通道。
就好比你在听音乐的时候，从一首欢快的歌突然切换到一首抒情的歌，是不是很神奇？这就是它的厉害之处！
咱举个例子哈，就像你家里有很多电器，电视、冰箱、洗衣机啥的。
你不可能同时使用它们所有吧，那就得有个东西来帮忙控制，让电流准确地流到你想要打开的那个电器上。
这多路模拟开关就是干这个活儿的！你说它重要不重要？
它的工作过程就好像是走迷宫一样。
要在众多的通道中找到正确的那一条，然后打开通道的大门，让信号顺利通过。
哎呀呀，是不是很有意思？
当信号来临，多路模拟开关就迅速行动起来。
“嘿，这边来啦，赶紧给它带路！”它就像是个火眼金睛的大侠，一下子就找到了正确的路径。
而且啊，这多路模拟开关还特别智能呢！它能够根据不同的情况做出最恰当的选择。
就好像你去餐厅点餐，服务员会根据你的口味和需求给你推荐最合适的菜品一样。
总之呢，多路模拟开关的工作原理真的很奇妙，它在各种电子设备中都发挥着至关重要的作用。
没有它，那些电子设备可就没法这么顺畅地工作啦！这就是它的魅力，难道你不想更深入地了解它吗？。
模拟开关与多路转换器
模拟开关与多路转换器问：ADI公司不给出ADG系列模拟开关和多路转换器的带宽，这是为什么?答：ADG系列模拟开关和多路转换器的输入带宽虽然高达数百兆赫，但是其带宽指标本身不是很有意义的。
因为在高频情况下，关断隔离和关扰指标都明显变坏。
例如，在1MHz情况下，开关的关断隔离典型值为70dB，串扰典型值为-85dB。
由于这两项指标都按20dB/+倍频下降，所以在10MHz时，关断隔离降为50dB，串扰增加为-65dB；在100MHz时，关断隔离降为30dB，而串扰增加为-45dB。
所以，仅仅考虑带宽是不够的，必须考虑在所要求的高频工作条件下这两项指标下降是否能满足应用的要求。
(关断隔离是指当开关断开时，对耦合无用信号的一种度量——译者注。
)问：哪种模拟开关和多路转换器在电源电压低于产品说明中的规定值情况下仍能正常工作?答：ADG系列全部模开关和多路转换器在电源电压降到+5V或±5V情况下都能正常工作。
受电源电压影响的技术指标有响应时间、导通电阻、电源电流和漏电流。
降低电源电压会降低电源电流和漏电流。
例如，在125°C，±15V时，ADG411关断状态源极漏电流IS(OFF)和漏极漏电流ID(OFF)都为±20nA，导通状态漏极漏电流ID(ON)为±40nA；在同样温度下，当电源电压降为±5V，IS(OFF)和ID(OFF)降为，ID(ON)降为±5nA。
在+125°C，±15V 时，电源电流I DD ，I SS 和IL最大为5μA；在±5V时，电源电流，最大值降为1μA。
导通电阻和响应时间随电源电压降低而增加。
图1和图2分别示出了ADG408的导通电阻和响应时间随电源电压变化的关系曲线。
此主题相关图片如下：图1 导通电阻与电源电压的关系曲线问：有些ADG系列模拟开关是用DI工艺制造的，DI是怎么回事?答：DI是英文Dielectric Isolation介质隔离的缩写，按照DI工艺要求，每个CMOS开关的NMOS管和PMOS管之间都有一层绝缘层(沟道)。
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多路复用器和模拟开关
多路复用器（MULTIPLEXER 也称为数据选择器）是用来选择数字信号通路的；模拟开关是传递模拟信号的，因为数字信号也是由高低两个模拟电压组成的, 所以模拟开关也能传递数字信号。
在CMOS多路复用器中，因为其数据通道也是模拟开关结构，所以也能用于选择多路模拟信号。
但是TTL的多路复用器就不能选择模拟信号.。
用CMOS的多路复用器或模拟开关传递模拟信号时要注意：模拟信号的变化值必须在正负电源电压之间，譬如要传递有正负半周的正弦波时，必须使用正负电源且电源电压大于传递的模拟信号峰值，这时其控制或地址信号必须以负电源电压为0，而以正电源电压为1；或者用单电源供电，而使模拟信号的变化中值在 1/2 电源电压上, 传递之后再恢复到原来的值。
一、常用CMOS模拟开关引脚功能和工作原理
1.四双向模拟开关CD4066
CD4066的引脚功能如下图所示。
每个封装内部有4个独立的模拟开关，每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。
当控制端加高电平时，开关导通；当控制端加低电平时开关截止。
模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。
模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。
各开关间的串扰很小，典型值为－50dB。
2.单八路模拟开关CD4051
CD4051引脚功能如下图所示。
CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码ABC来决定。
“INH”是禁止端，当“INH”=1时，各通道均不接通。
此外，CD4051还设有另外一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从而使得通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种多路开关可传输峰－峰值达15V的交流信号。
例如，若模拟开关的供电电源VDD=＋5V，VSS=0V，当VEE=－5V时，只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号，就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。
3.双四路模拟开关CD4052
CD4052的引脚功能如下图所示。
CD4052相当于一个双刀四掷开关，具体接通哪一通道，由输入地址码AB来决定。
4.三组二路模拟开关CD4053
CD4053的引脚功能如下图所示。
CD4053内部含有3组单刀双掷开关，3组开关具体接通哪一通道，由输入地址码ABC来决定。
5.十六路模拟开关CD4067
CD4067的引脚功能如图所示。
CD4067相当于一个单刀十六掷开关，具体接通哪一通道，由输入地址码ABCD来决定。
二、CMOS模拟开关典型应用举例
1.单按钮音量控制器
单按钮音量控制器电路如下图所示。
VMOS管VT1作为一个可变电阻并接在音响装置的音量电位器输出端与地之间。
VT1的D极和S极之间的电阻随VGS成反比变化，因此控制VGS 就可实现对音量大小的控制。
VT1的G极接有3个模拟开关S1～S3和一个100μF的电容，其中100μF电容起电压保持作用。
由于VMOS管的G极和S极之间的电阻极高，故100μF 电容上的电压可长时间基本保持不变。
模拟开关S1为电容提供充电回路，当S1导通时，电源通过S1给电容充电，电容上电压不断增高，使VT1导通电阻越来越小，使音量也越来越小。
模拟开关S2为电容提供放电回路，当S2导通时，电容通过S2放电，电容上电压不断下降，使音量越来越大。
模拟开关S3起开机音量复位作用，开机时，电源在S3控制端产生一短暂的正脉冲，使S3导通，由于与S3连接的电阻较小，故使电容很快充到一定的电压，使起始音量处于较小的状态。
F1～F6及其外围元件组成长短脉冲识别电路。
静态时，F1、F2输入为高电平，当较长时间按压按钮开关AN时，F4输出变高，经100k电阻给μF电容充电，当充电电压超过CMOS门转换电压时，F5输出由高变低，F6输出由低变高，模拟开关
S2导通，100μF电容放电，音量变大。
与此同时，F1输出也变高，也给电容充电，但F1输出的一次正跳变不足以使电容上电压超过转换电压，故F2输出仍为高电平，F3输出低电平，模拟开关S1保持截止。
当连续按动按钮开关AN时，F4输出也不断变化，输出为高时，给电容充电，而输出变低时，电容又很快通过二极管VD3放电，故电容上电压总是达不到转换电压，因此F6输出一直为低。
而此时F1输出连续高低变化，经二极管整流不断给电容充电，使μF电容上电压迅速达到转换电压，F2输出变低，F3输出变高，模拟开关S1导通，给电容充电，音量变小。
由此，利用一只按钮开关，实现了对音量的大小控。
2.四路视频信号切换器
四路视频信号切换器电路如下图所示。
“与非”门YF3、YF4组成脉冲振荡器，振荡频率由100k电位器调节。
若嫌调节范围不够，可适当更换μF电容和100k电阻。
脉冲振荡器受YF1、YF2组成的双稳态电路的控制，按S1时，YF1输出低电平，脉冲振荡器停振；按S2时，YF1输出高电平，脉冲振荡器开始振荡。
脉冲振荡器的输出作为CD4017十进制计数器的时钟，使Y0～Y3依次出现高电平，相应的四个模拟开关依次导通，由Vi1～Vi4输入的视频信号被依次切换至输出端，完成了四路视频信号的切换。
显然，增加一片CD4066可做成八路视频信号切换器，相应地，由Y0～Y7进行模拟开关控制，Y8连至Cr。
依此类推，可做成更多路数的视频信号切换器。
而且，输入、输出也可以是其它形式的信号。
如要求视频、音频信号同传，则并接上相应数量的模拟开关即可。
3.数控电阻网络
数字控制电阻网络电阻值大小的电路如下图所示。
图中，CD4066的四个独立开关分别并接在四个串接电阻上，电阻的值是按二进制位权关系选择的。
当某个开关接通时，并接在该开关上的电阻被短路，此处假设该电阻阻值R�RON（RON为模拟开关的导通电阻）；当某个开关断开时，电阻两端阻值仍保持原阻值不变，此处假设该电阻阻值R�ROFF（ROFF为模拟开关断开时的电阻）。
四个开关的控制端由四位二进制数A、B、C、D控制，因此，在A、B、C、D端输入不同的四位二进制数，可控制电阻网络的电阻变化，并从其上获得2～16种不同的电阻值。
4.音量调节电路
音量调节电路如下图所示。
音频信号由Vi端输入，经分压电阻R11和隔直电容加到由R1～R10构成的加／减电阻网络。
CD40192为十进制加／减计数器，“与非”门YF3、YF4构成低频振荡器，“与非”门YF1、YF2分别为加计数端CPU和减计数端CPD的计数闸门。
当D1端为高电平时，闸门YF1开通，低频脉冲经YF1加到CD40192的CPU端，使其作加法计数，输出端Q0～Q3数据增大，使16路模拟开关的刀向低端转换，顺序接通R1～R10，接通的电阻增大，经与R11分压后，使输出音频信号Vo增大；当D2端为高电平时，闸门YF2开通，低频脉冲经YF2加到CD40192的CPD端，使其作减法计数，输出端Q0～Q3数据减小，使16路模拟开关的刀向高端转换，顺序接通R10～R1，接通的电阻减小，经与R11分压后，使输出音频信号Vo减小。