第3章模拟多路开关

2. 多路开关的主要指标
➢RON ：导通电阻；
➢RONVS：导通电阻温度漂移；
➢IC ：开关接通电流；
➢IS ：开关断开时的泄漏电流；
➢CS：开关断开时，开关对地电容；
➢COUT：开关断开时，输出端对地电容； ➢tON：选通信号有效至开关接通的延迟时间；
➢tOFF：选通信号无效至开关断开的延迟时间；
Ui1
T1
Uo
-2 0 V
R21
UC1 Ui8 UC8
R11
. . .
-2 0 V
R18
T1 +4 V
T8
R28
T8
+4 V
图3.4 绝缘栅场效应管多路开关
数据采集与处理
8
3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
优 开关切换速度快，导通电阻小，且随 点：信号电压变化波动小；易于电路集成。
缺 点：衬底要有保护电压。
UC8 通道选择8
R18
T8
图3.3 结型场效应管多路开关
数据采集与处理
6
3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
优点：开关切换速度快，导通电阻小，可 双向传送信号。
缺点：为分立元件，需专门的电平转换电 路驱动，使用不方便。
数据采集与处理
7
3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
（b) 绝缘栅场效应管开关（N沟道增强型）
...
...
OUT S1 S4 S5 S8 OUT
A1 GND
EN (5～ 8)OUT
S8 S7 S6 S5
1
16
2
15
3
14
4 AD 13 5 7502 12
6
11
7
10
8
9
图3.8 AD7502芯片结构及引脚功能
A0
USS UDD S1 OUT(1～ 4)
S2 S3 S4
数据采集与处理
17
3.3 多路开关集成芯片
结型：分立器件， 需电平转换电路驱动。
电压控制，双向传输信号，
类 导通电阻小。 型
绝缘栅型： 易于集成电路。
3、集成电路开关：芯片上集成场效应多路开关
、地址计数器、译码器，体积小，稳定性好，
使用方便。
数据采集与处理
3
第3章 模拟多路开关
3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
1. 工作原理
Ui1 模拟信号1
➢tOPEN：开关从一个导通通道切换到另一个通道
并导通的时间。
数据采集与处理
11
第3章 模拟多路开关
3.3 多路开关集成芯片
1. 无译码器芯片： TL182C，AD7510，AD7511，AD7512。
数据采集与处理
12
3.3 多路开关集成芯片
USS 1 GND 2
A1 3 A2 4 A3 5 A4 6 NC 7 UDD 8
数据采集与处理
9
3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
2. 集成电路开关
T1 Ui1
Ui2
T2
Ui...3
...
Ui1 5
Ui1 6
T3
U0
......
T1 5 T1 6
1
2
3
......
15 16
四- 十六线译码器
计数
四位计数器
23 22 21 20
图3.5 集成多路开关
数据采集与处理
10
3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
缺 ①漏电流大，开路电阻小，导通电 阻大。
点： ②电流控制器件，基极电流对信号 源有干扰，功耗大，一个方向传送 信号。
数据采集与处理
5
3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
（2） 场效应管型：
Ui1
T1
Uo
（a) 结型场
R21
效应管 （P沟道耗尽型）
通道选择1
UC1
R11
.
T1
.
Ui8 .
T8
R28
T1
Uo
R21 +15V
⑴双极型
UC1 通道选择1
R11
T1
模拟信号8 Ui8 通道选择8 UC8
. . .
T8
R18
R28 +15V T8
图3.2 双极型晶体管开关电路
数据采集与处理
4
3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
注意：在控制信号UC1～ UC8中能否同时有 两个或两个以上为0？
优点：开关速度快。
表3.2 AD7502真值表
百度文库A1
A0
EN
接通通道
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
×
×
0
1和5 2和6 2和7 4和8
无
数据采集与处理
18
3.3 多路开关集成芯片
UDD 16
(+15V)
INH C
6
9
BA
10
EN A2 A1 A0
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。
（1）芯片中无译 16 S1 码器，四个通道开 15 D1 关都有各自的控制
14 S2
端； 13 D2 12 S3 （2）可程控逐个 11 D3 导通，也可同时多 10 S4 个导通，使用灵活；
9 D4 （3）引脚多，开
关少，巡回检测复
图 3 . 6 A D 7 5 1 0 芯 片 杂。
数据采集与处理
13
3.3 多路开关集成芯片
2. 有译码器芯片
单向传输信号类型： ⑴AD7501（AD7503的EN反极性）8选1； (2)AD7502： 双4选2。
双向传输信号类型： (1)CD4501：8选1； (2)CD4502：双4选2。
数据采集与处理
14
UDD
(+1 5 V)
地
USS
(-1 5 V)
3.3 多路开关集成芯片
第3章 模拟多路开关
3.1 概述
3.2 多路开关的工作原理及主要技 术指标
3.3 多路开关集成芯片
3.4 多路开关的电路特性
3.5 多路开关的配置
3.6 模拟多路开关的应用
数据采集与处理
1
第3章 模拟多路开关
3.1 概述
作用：切换模拟通道，将多路被测信号
分别传送到A/D转换器进行转换。
机 电气性：大电流、高压、低速切换。 电 机械性：有触点，寿命短，体积大，
数据采集与处理
15
3.3 多路开关集成芯片 表3.1 AD7501真值表
A2
A1
A0
EN
导通
0
0
0
1
1
0
0
1
1
2
0
1
0
1
2
0
1
1
1
4
1
0
0
1
5
1
0
1
1
6
1
1
0
1
7
1
1
1
1
8
×
×
×
0
无
数据采集与处理
16
3.3 多路开关集成芯片
UDD
(+1 5 V)
地
USS
(-1 5 V)
EN A1 A0
电平转换 译码驱动
类型 式： 系统干扰性大。
电 电气性：小电流、低压、高速切换。 子 机械性：无触点，寿命长，体积小， 式： 系统干扰性小。
结论：数据采集系统中广泛采用电子式多 路开关。
数据采集与处理
2
3.1 概 述
1、双极性晶体管开关：导通电阻大，电流控
制，功耗大，集成度低，单向传输信号；工
电 作速度快。
子 式
2、场效应晶体管开关：