多路复用模拟开关
第3章 模拟多路开关
图3.12 漏电流电路
3.4 多路开关的电路特性
通道数增加或信号源内阻很大时，分级 结合电路能够改善漏电流的情况
1 2 n 1 2 n 1 2 n . . . C ③ . . . B ② 输出 . . . ① A
图3.13 多路开关的分级组合
3.4 多路开关的电路特性
动态响应
开关的切换时间 开关闭合后系统的带宽
多路开关动态响应的等效电路
Rs RON
Us ～
CI
CT
RL
3.4 多路开关的电路特性
时间常数TC
Tc ( Rs RON ) CT
设定时间tS
带宽f3dB
100 t s Tc ln 误差
1 2 ( Rs RON )CT
f 3dB
3.4 多路开关的电路特性
例3.1 设RON＝100Ω，COUT＝100pF，CL=20pF， RL＝10M Ω，CI＝5pF，精度0.1％，求设定时间 ts 。 100 t s Tc ln 误差
数据采集与处理技术
第3章 模拟多路开关
第3章 模拟多路开关
模拟多路开关的工作原理 模拟多路开关的主要技术指标 模拟多路开关的电路特性 模拟多路开关的应用
3.1 概述
模拟多路开关的作用
在多路模拟信号中选择模拟信号 常用于多路信号共用后续电路（通常为A/D 转换器）的情况
集成场效应管 多路开关、地址 计数器、译码器 及控制电路 体积小，使用 方便
Ui1 Ui2 Ui3 . . . Ui15 ...... Ui16 1 2 3 ...... 15 . . . T1 T2 T3 T15 T16 16 U0
四-十六线译码器计数源自四位计数器23
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？。
TP0164多路模拟开关
TP0164 使用手册Ver2.7
●概述
●脚位描述
●电器参数
●脚位图
●输出脚功能
●参考电路
●逻辑图
●包装形式
●概述
TP0164是一个64选一功能的芯片，它可以由64 个输入脚位中，选择一种输入信号当作输出。
此功能可为双向的模拟输出(输入)，或是为单向的数字输出信号。
具有低导通阻抗，在整个输入信号范围内，导通电阻保持相对稳定。
●脚位描述
推荐工作条件：
电源电压范围…………2.5V～5.5V
输入电压范围…………0V～V DD
储存温度范围…………－50℃～125℃
工作温度范围…………－25℃～75℃
极限值：
电源电压…...－0.5V～6V
输入电压……－0.05V~V DD+0.05V
输入电流…………….±150mA
电器参数
脚位图
输出脚 O 的功能说明：
When EB=0,EN=1; the output is as following :
When EN=0; or EB=1; output is Hi-Z only.
参考电路调音量大小
触控开关
逻辑图
包装形式LQPF 80 Pins。
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。
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。
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。
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。
多路模拟开关芯片
多路模拟开关芯片多路模拟开关芯片是一种集成电路，可以将多个模拟电路连接到一个共享信号线上。
它的作用类似于机械开关，可以控制不同电路之间的连接和断开。
多路模拟开关芯片广泛应用于电子设备中，特别是在信号切换、信号选择和数模转换等领域。
多路模拟开关芯片通常由多个开关单元组成，每个开关单元包括一个控制逻辑、一个开关和两个输入/输出信号。
开关的作用是连接或断开输入和输出信号，控制逻辑根据输入信号决定开关的状态。
其中，输入信号可以是控制信号或数据信号，输出信号则是经过开关连接或断开后的结果。
多路模拟开关芯片的优势之一是方便快捷的信号切换。
通过控制逻辑，可以实现对多个输入信号的选择，将选中的信号输出到一个共享的信号线上。
这样，在一个开关芯片的引脚上就可以实现对多个模拟电路的接入和切换。
与传统的开关电路相比，多路模拟开关芯片不仅具有更高的集成度，还可以通过软件或硬件控制实时切换不同的信号，提高了电路的灵活性和可编程性。
另一个优势是有效解决信号干扰问题。
在复杂的电子设备中，各个电路之间可能存在干扰，如串扰、互异数、串扰等。
多路模拟开关芯片可以将不同模拟电路的输入信号与输出信号隔离开来，避免了干扰对信号质量的影响。
此外，开关芯片的引脚也可以作为信号输入和输出之间的隔离层，进一步提高了信号的稳定性和可靠性。
多路模拟开关芯片还具有低功耗和小尺寸的特点。
由于采用集成电路的制造工艺，开关芯片的功耗相对较低，可以在长时间运行的应用中实现节能。
另外，封装形式也可以根据需求选择，可以实现高密度集成和小尺寸设计，适用于各种不同场景的应用。
综上所述，多路模拟开关芯片是一种功能强大、灵活性高、可扩展性好的集成电路。
它可以实现多个模拟电路之间的信号切换和选择，有效解决信号干扰问题，并具有低功耗和小尺寸的优势。
随着电子设备的发展和应用需求的增加，多路模拟开关芯片的应用前景将更加广阔。
cd4051工作原理
cd4051工作原理CD4051是一种多路模拟开关IC，它具有广泛的应用。
本文将探讨CD4051的工作原理及其在电子领域中的应用。
CD4051的工作原理是基于模拟开关技术。
它有8个模拟开关通道，可以实现8:1的模拟多路复用。
在工作时，CD4051的控制引脚（S0、S1、S2）用于选择要连接的通道。
通过控制这些引脚的电平，可以选择不同的通道进行连接。
CD4051还有一些其他引脚，如VCC、GND、INHIBIT和COM，用于供电和控制。
CD4051的输入引脚（IN0-IN7）用于接收模拟信号，输出引脚（OUT）用于输出所选通道的模拟信号。
当控制引脚选择了某个通道时，该通道的输入信号就会传递到输出引脚上。
CD4051的工作原理可以通过一个简单的例子来说明。
假设有8个传感器，每个传感器测量一种不同的物理量。
通过CD4051，我们可以选择任意一个传感器的输出信号进行处理，而无需使用多个模拟输入引脚。
在实际应用中，CD4051广泛应用于模拟信号的选择、多通道数据采集、模拟信号开关以及模拟信号的切换等领域。
例如，它可以用于音频和视频信号的选择，实现多路音频和视频信号的切换，以满足不同场景下的需求。
CD4051还可以用于电压、电流和温度等传感器的多路选择。
它可以将多个传感器的输出信号连接到一个模拟转换器中，通过一个模拟输入引脚进行选择，从而减少了引脚的使用数量，简化了电路设计。
CD4051还可以与微控制器或其他数字电路相结合，实现数字信号与模拟信号的转换。
例如，当需要将数字信号转换为模拟信号时，可以使用CD4051将数字信号输入到模拟转换器中，然后将模拟转换器的输出连接到需要的模拟电路中。
总结起来，CD4051是一种多路模拟开关IC，通过选择不同的通道，可以实现模拟信号的选择和切换。
它在电子领域中有广泛的应用，可以用于音频、视频、传感器信号的选择和切换，以及数字信号与模拟信号的转换等方面。
通过合理利用CD4051，可以简化电路设计，提高系统的灵活性和可靠性。
多路模拟开关的选择
今天做电路研究的时候要用到多路数据选择器，多路开关。
和开发部的头讨论了下，才发现里面有很多东西要学，这里就贴出来一些心得分享一下，一下的内容也有从别处摘来的一部分。
选择开关时需考察以下指标：1 多路开关通断方式的选择目前市场上的多路开关的通断切换方式大多为“先断后通”（Break-Before-Make）。
在自动数据采集中，应选用“先断后通”的多路开关。
否则，就会发生两个通道短接的现象，严重时会损坏信号源或多路开关自身。
然而，在程控增益放大器中，若用多路开关来改变集成运算放大器的反馈电阻，以改变放大器的增益，就不宜选用“先断后通”的多路开关。
否则，放大器就会出现开环状态。
放大器的开环增益极高，易破坏电路的正常工作，甚至损坏元器件，一般应予避免。
2. 通道数量集成模拟开关通常包括多个通道。
通道数量对传输信号的精度和开关切换速率有直接的影响，通道数越多，寄生电容和泄漏电流就越大。
因为当选通一路时，其它阻断的通道并不是完全断开，而是处于高阻状态，会对导通通道产生泄漏电流，通道越多，漏电流越大，通道之间的干扰也越强。
3. 泄漏电流一个理想的开关要求导通时电阻为零，断开时电阻趋于无限大，漏电流为零。
而实际开关断开时为高阻状态，漏电流不为零，常规的CMOS漏电流约1nA。
如果信号源内阻很高，传输信号是电流量，就特别需要考虑模拟开关的泄漏电流，一般希望泄漏电流越小越好。
4. 导通电阻导通电阻的平坦度与导通电阻一致性。
导通电阻会损失信号，使精度降低，尤其是当开关串联的负载为低阻抗时损失更大。
应用中应根据实际情况选择导通电阻足够低的开关。
必须注意，导通电阻的值与电源电压有直接关系，通常电源电压越大，导通电阻就越小，而且导通电阻和泄漏电流是矛盾的。
要求导通电阻小，则应扩大沟道，结果会使泄漏电流增大。
导通电阻随输入电压的变化会产生波动，导通电阻平坦度是指在限定的输入电压范围内，导通电阻的最大起伏值△RON=△RONMAX—△RONMIN。
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。
多通道模拟开关芯片
多通道模拟开关芯片多通道模拟开关芯片是一种集成电路芯片，能够实现多通道的模拟信号开关功能。
它具有广泛的应用领域，包括通信系统、工业自动化、仪器仪表等。
本文将介绍多通道模拟开关芯片的工作原理、特点及应用。
多通道模拟开关芯片是基于CMOS技术制造的集成电路。
它由多个模拟开关单元组成，每个单元可以独立控制一个通道的开关状态。
通过控制电压或数字信号，可以实现不同通道的开关控制。
开关单元内部采用高质量的开关管，能够在工作频率范围内快速切换信号，并保持较低的失真和串扰。
多通道模拟开关芯片具有以下特点：1. 高精度：采用高精度的模拟开关单元，能够保持较低的导通电阻和开断电阻，从而减少信号的失真和衰减。
2. 低功耗：采用CMOS技术制造，工作电压和电流较低，能够降低功耗和热量产生，提高芯片的可靠性和稳定性。
3. 快速切换：开关单元能够在纳秒级的时间内完成通道的切换，适用于高速数据传输和处理的应用场景。
4. 多通道：芯片内部集成了多个模拟开关单元，可以实现多路信号的选择和切换，提高系统的灵活性和可扩展性。
多通道模拟开关芯片的应用非常广泛。
在通信系统中，可以用于信号的选择和切换，实现不同通道之间的数据传输和处理。
在工业自动化领域，可以用于控制系统中的传感器信号采集和控制信号输出。
在仪器仪表中，可以用于测试仪器中的信号输入和输出。
总之，多通道模拟开关芯片是一种应用广泛、功能强大的集成电路。
它具有高精度、低功耗、快速切换和多通道的特点，在各个领域都有重要的应用。
未来随着科技的发展和需求的增加，多通道模拟开关芯片将会有更大的发展潜力，并为我们的生活和工作带来更多便利和效益。
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(16-1)X1--ADG5206_5207_cn
±0.1 ±0.15
±0.2
0.01
ADG5206
ADG5207
通道间匹配，Δ泄漏， ID (O )，仅ADG5207
通道接通泄漏ID (On)、IS (On) ADG5206
ADG5207
通道间匹配，Δ泄漏， ID (On)，IS (On)2
数字输入 输入高电压VINH 输入低电压VINL 输入电流IINL或IINH
修订历史
2012年7月—修订版0：初始版
绝对最大额定值...........................................................................10 ESD警告....................................................................................10
ns (典型值) ns (最大值) ns (典型值) ns (最大值) ns (典型值) ns (最大值) ns (典型值) ns (最小值)
测试条件/注释
VS = ±10 V, IS = −1 mA; 参见图30 VDD = +13.5 V, VSS = −13.5 V VS = ±10 V, IS = −1 mA
应用
自动测试设备 数据采集 仪器仪表 航空电子 电池监控 通信系统
概述
ADG5206和ADG5207均为单芯片CMOS模拟多路复用器， 分别内置16个单通道和8个差分通道。ADG5206根据4位二 进制地址线A0、A1、A2和A3所确定的地址，将16路输入 之一切换至公共输出。ADG5207根据3位二进制地址线 A0、A1和A2所确定的地址，将8路差分输入之一切换至公 共差分输出。
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。
多路模拟开关
多路模拟开关
模拟开关是一种能够按照控制指令模拟信号传输进行通、断控制的电子器件。
CC4051是一个允许双向使用的CMOS多路开关集成芯片，它既可用于8路到1路的切换(用于A/D)，又可用于1路到8路的切换(用于D/A)。
其原理电路如下左图所示，芯片管脚分布图如下右图所示：
左图中，左侧三个信号VDD、Vss、VEE是芯片供电电源。
上面A、B、C分别为三位数字信号控制输入端，它们组成的二进制数ABC决定了8路模拟开关的其中1路处于导通状态，其它7路处于断开状态。
三位二进制数正好组成8种电路状态，与8路开关状态相对应。
INH为数字信号ABC输入高电平参考电压输入端。
下面0~7为八路模拟输入（或输出），OUT/IN为一路模拟输出（或输入）。
模拟量多路转换开关
THANKS
待变换的模拟量，每次只选通一路，输出只有一个公共端接至A/D变换器。
实际中，采用的多路开关有
双四选一模拟开关:美国RCA公司的CD4052;AD公司的AD7052
八选一多路开关：CD4051;AD7051;AD7053
16路选一开关：CD4067;AD7506
模拟量多路转换开关（MPX）
（1）A0、A1、A2、A3：通道 数选择，由CPU控制和赋值， 赋予不同的二进制可选通16路 中对应电子开关SA，当某一路 被选中时，此路的SA闭合，将 此路输入接通到输出端。
模拟量多路转换开关 （MPX）
模拟量多路转换开关（MPX）
在实际的数据采集模块中，被测量往往可能是几路或几十路，对这些
回路的模拟量进行采样和A/D变换时，为了共用A/D变换器而节省硬件，
可利用多路开关轮流切换各被测量与A/D变换电路的通路，达到分时转换
的目的。在模拟输入通道中，其各路开关是：“共16路， 可以接入16个输入量。
（3）u0:输出端
（4）EN:使能端，只有当EN为 高电位时，AD7506才能工作。
模拟量多路转换开关（MPX）
当CPU按顺序赋予不同的二进制地址，多路 转换开关通过译码电路选通相应的地址时，将相 应路径接通，使输出电压u0等于相应路径的输入 量ui。
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
4)其他：体积、功耗、工作温度等；
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2. 半导体存储器
(1) 存储器功能：具有记忆功能的部件，用来存放
数据和程序
(2) 存储器分类：RAM和ROM
(3) 性能指标
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3. 常用存储器
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4. 存储器与CPU的连接
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1. 概述
2. 发光二极管LED
3. 液晶显示器LCD
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(2) 存储器分类—3) 按存储方式
a. 随机存取存储器(RAM)： 以存储单元为单位组织信息 和提供访问，CPU通过指令 可随机写入和读出信息。速 度快、用作缓存和主存，广 泛使用的为半导体存储器 b. 只读存储器(ROM)：只能随 机读出信息、不能随机写入信 息。掩膜ROM：制造时采用掩 膜工艺将信息写入存储器，用 户不可更改；可编程ROM：制 造时，写入全1或全0，用户可 多次擦除和改写 d. 直接存取存储器(ROM)：信 息组织形式与SAS相同，存储 信息以块为单位，介于RAM和 SAS之间。存取时，随机指向 存储器的一个区域，对此区域 进行顺序存取。（如光盘和磁 盘）
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1. 放大电路原理—(1) 同相串联差动放大器
R1 R 4 R 2 R3
Uo U i 2 (1 R 2 / R1 )U i1 R3 R4 U i2
R4 1 U i 2 U i1 R3
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1. 放大电路原理—(2) 同相并联差动放大器
时钟频率域中心频率比值精度可达1%；
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3. 滤波芯片Maxim MAX260
3) 传递函数
低通滤波器传递函数
H (s) w0
2 2 2
s s ( w0 / Q ) w0
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向二极管电流为最大额定电流值。 2. θJA是在空气条件下，元件直接安装在高效导热性系数的测试板上测量得到的。详细内容参考技术
摘要TB379。
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电源供电考虑
ISL43681 和 ISL43741 的结构是典型的 CMOS 模拟开关，因为它们有 3 个电源引脚：V+,V-,和 GND。 V+和 V- 驱动内部 CMOS 开关，决定它们的模拟电压极限值，因此模拟信号通路和 GND 之间没有连接。 不象用 13V 最大电源电压供电的其他模拟开关，ISL43681 和 ISL43741 的 15V 最大电源电压为 10%容差
引脚图
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真值表
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注：逻辑“0” ≤ 0.8V，逻辑“1” ≥ 2.4V，V+在 2.7V 和 10V 之间。”X”=无影响。
注：逻辑“0” ≤ 0.8V，逻辑“1” ≥ 2.4V，V+在 2.7V 和 10V 之间。”X”=无影响。 订购信息
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引脚描述
引脚 V+ VGND
Hale Waihona Puke ENENLECOM NO ADD N.C.
功能 正电源输入 负电源输入。在单电源结构中接地。 地 数字控制输入。正常工作情况下接地。接 V+时关闭所有开关。
数字控制输入。正常工作情况下接 V+。接地时关闭所有开关。 数字控制输入。正常工作情况下接+V。接地时锁存最后的开关状态。
最大结温（塑料封装）……………………………… 150℃ 最大储存温度范围 ……………………………… -65℃到 150℃ 最大引线温度（低温焊接 10s）………………………… 300℃
（仅限引线尖端）
注意：强度超出所列的极限参数可能导致器件的永久性损坏。这些仅仅是极限参数，并不意味着在极限条 件下或在任何其它超出推荐工作条件所示参数的情况下器件能有效工作。
V+和 GND 也为内部逻辑（因此设置数字开关点）和电平移位器供电。电平移位器将输入逻辑电平转 换为开关的 V+和 V- 信号，来驱动模拟开关门接线端。
逻辑电平门限
V+和GND为内部逻辑级供电，因此V- 对逻辑门限没有影响。该开关系列在V+电压范围为 2.7V到 10V 的情况下，可兼容TTL电平（0.8V和 2.4V）。12V下，VIH电平约为 3.3V。这仍比CMOS保证高电平输出所 需的最小电平 4V低，但噪声边缘减少了。为了达到 12V电源的最好结果，使用一个逻辑系列提供高于 4V 的VOH。
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电气指标： ± 5V 电源 测试条件： VSUPPLY= ± 4.5V到 ± 5.5V，GND =0V，VINH=2.4V，VINL=0.8V(注 3)，除非另有说明。
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通过在输入端串联一个 1kΩ的电阻，逻辑输入很容易被保护（见图 9）。电阻限制了输入电流，使其 保持在引起永久破坏的门限之下，次微安输入电流在正常工作下产生一个无关紧要的电压降。
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， 因此，两个小信号二极管能够与电源脚串联来为所有管脚提供过压保护（见图 9）。这些附加的二极管使模 拟信号的值限制在比V+低 1V，比V- 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。
的 12V 电源（ ± 6V 或 12V 单电源）提供足够的空间，也为过冲和噪声尖峰信号提供足够的空间。 工作在双极性或单电源下，该开关系列的性能都很好。所需的最小电源电压为 2V 或 ± 2V。还必须注
意的是输入信号范围，开关次数和较低电源电压下的导通电阻降低。详细内容请参考电气指标表和典型性 能曲线图。
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注：3．VIN=使器件处于给定状态的输入逻辑电压 4．数据手册中使用了代数规则，负的最大值最小，正的最大值最大。 5. ΔRON=RON(MAX)-RON(MIN)。 6．平直率定义为规定模拟信号范围内，导通电阻的最大和最小值之间的差值。 7．漏电参数在高温下测得，在 25℃下有相关保证。 8．在任意两个开关之间。
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。
确的开关能力，双 5V电源下有低的导通电阻（39Ω）和高速的工作能力（tON=38ns，tOFF=19ns）。 它们设有抑制管脚，可同时打开所有的信号通道。它们还有一个锁存引脚，可锁住最后的开关地址。
器件特别适合于使用 ± 5V电源供电的应用。 ± 5V电源下，它的性能（RON，漏放电流，电荷注入等）
单电源工作……………………………………………… +2V 到+12V
双电源工作……………………………………………… ± 2V 到 ± 6V
快速开关动作（Vs=+5V）
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-- tON………………………………………………………… 38ns -- tOFF………………………………………………………… 19ns 保证最大漏放电流………………………………………… 2.5nA 保证无断线 可兼容 TTL 和 CMOS 无铅封装
TTL/CMOS 的逻辑兼容性。 ISL43681 是单一的 8 合 1 多路复用器，ISL43741 是差分 4 合 1 多路复用器。表 1 概括了它们的性能。
相关文献
技术摘要 TB363“处理和加工对湿度敏感的表面安装器件（SMDs）的准则” 应用笔记 AN557“模拟开关的建议测试过程” 应用笔记 AN520“CMOS 模拟多路复用器和开关；规格和应用注意事项” 应用笔记 AN1034“模拟开关的多路复用器的应用”
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低电压，单/双电源，8合1多路复用器和差分4合1多路复用器
概述
Intersil ISL43681 和 ISL43741 是精密，双向模拟开关，配有 8 通道和一个差分 4 通道多路复用器/多路
信号分离器。它们工作在+2V 到+12V 的单电源，或 ± 2V 到 ± 6V 的电源下。它设有抑制管脚，可同时打
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电气指标：+12V 电源
测试条件： V+=+10.8V到+13.2V，GND =0V，VINH=4V，VINL=0.8V(注 3)，除非另有说明。
LE , EN ,EN,NO,NC,ADD（注 1）…………………… -0.3 至（（V+）+0.3V）
输出电压 COM（注 1）…………………………………………… -0.3 至（（V+）+0.3V）
连续电流（任一终端）…………………………………… ± 30mA
峰值电流 NO，NC 或 COM
（脉冲 1ms，10%占空因数，最大值）………………… ± 100mA
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测试电路和波形图
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模拟开关公共脚 模拟开关常开脚 地址输入脚 无内部连接
极限参数
V+到 V- …………………………………………………… -0.3V 至 15V 对 GND 的 V+ ……………………………………………… -0.3V 至 15V 对 GND 的 V- ……………………………………………… -15V 至 0.3V 输入电压
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电气指标：3.3V 电源
测试条件： V+=+3.0V到+3.6V，V- =GND =0V，VINH=2.4V，VINL=0.8V(注 3)，除非另有说明。
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静电释放额定值 HBM（每个 Mil-STD-883，依据 3015.7 标准）……… >2.5kV
工作条件
温度范围 ISL43681IR 和 ISL43741IR ……………………………… -40℃到 85℃
热信息
热阻（典型值, 注 2）
θJA(℃/W)
20 Ld 4 × 4 QFN 封装 ……………………………… 45
是同系列中最好的。 它的宽的带宽，非常高的断开隔离和串话干扰抑制同样有利于高频应用。