獨(dú)特的有源多路復(fù)用器功能將緩沖器和開(kāi)關(guān)組合到一個(gè)解決方案

【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】獨(dú)特的有源多路復(fù)用器功能將緩沖器和開(kāi)關(guān)組合到一個(gè)解決方案設(shè)計(jì)人員經(jīng)常遇到選擇兩個(gè)（或多個(gè)）輸入中的一個(gè)以傳遞到下一階段的問(wèn)題。雖然大量多路復(fù)用器(mux)型器件使用改良的阻抗方法來(lái)選擇將哪個(gè)輸入傳遞到單個(gè)輸出，但新的高速精細(xì)運(yùn)算放大器(opamp)在內(nèi)部增加了這種功能。

OPA837單通道運(yùn)算放大器在反相節(jié)點(diǎn)內(nèi)部包含一個(gè)開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)與電源關(guān)斷功能一起工作。這實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的有源多路復(fù)用器操作，如圖1中的2x1例如所示。105MHzOPA837器件的極低功耗操作幾乎不會(huì)增加系統(tǒng)功率預(yù)算（0.6mA/通道），同時(shí)在通道之間和輸入通道之間提供幾乎完美的隔離。通道外路徑。

圖1：使用兩個(gè)OPA837運(yùn)算放大器的1、2x1有源多路復(fù)用器的簡(jiǎn)單增益

在圖1中，兩個(gè)放大器顯示為一個(gè)單位增益緩沖器。它們可以配置為任何增益或衰減設(shè)置，但除了輸出負(fù)載之外，每個(gè)放大器還需要為兩個(gè)通道驅(qū)動(dòng)反應(yīng)和增益電阻的并聯(lián)組合。

電源關(guān)斷功能在負(fù)電源的情況下運(yùn)行。LM7705開(kāi)關(guān)電容反相穩(wěn)壓器從3V至5.25V輸入提供固定的-0.23V負(fù)偏置電源電壓，以在輸出上提供必要的裕量以運(yùn)行真正的對(duì)地?cái)[幅。OPA837輸入為負(fù)軌。低壓接地參考邏輯信號(hào)及其反相版本將在兩個(gè)放大器之間切換，一個(gè)激活一個(gè)。使用先斷后合邏輯排序來(lái)防止兩個(gè)輸出同時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)。如果無(wú)法先斷后合，則在反應(yīng)連接內(nèi)部的輸出中使用100Ω電阻將兩個(gè)輸出與高轉(zhuǎn)換電流隔離。

將一個(gè)通道上的電源禁用電壓拉至低于0.32V將禁用它，而將另一個(gè)通道上的電源禁用電壓提高到1.27V以上將啟用該通道。LM7705提供的-0.23V負(fù)電源已將這些電源禁用電壓電平轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)表中特定的很小/很大范圍以下。

OPA837中使用的軌到軌輸出級(jí)在禁用時(shí)變?yōu)楦咦杩?。使這個(gè)有源多路復(fù)用器應(yīng)用程序工作所缺少的是一個(gè)類似的高阻抗，可以查看禁用通道的反相輸入引腳。OPA837單位增益穩(wěn)定電壓反應(yīng)運(yùn)算放大器(VFA)率先提供有源開(kāi)關(guān)，用于連接或隔離反相輸入上的內(nèi)部輸入級(jí)晶體管與外部世界。激活時(shí)，此開(kāi)關(guān)處于低阻抗?fàn)顟B(tài)并位于反應(yīng)環(huán)路內(nèi)，因此對(duì)運(yùn)算放大器的正常運(yùn)行是透明的。無(wú)論啟用還是禁用，同相輸入都保持非常高的阻抗。

圖2：2Vpp，有和沒(méi)有連接到輸出引腳的非活動(dòng)級(jí)

圖3：4Vpp，有和沒(méi)有連接到輸出引腳的非活動(dòng)級(jí)

正如這些測(cè)試所示，簡(jiǎn)單的單放大器測(cè)試用例沒(méi)有降低諧波失真。

您還能如何使用這種新的內(nèi)部功能？這里有一些想法：

將活動(dòng)多路復(fù)用器應(yīng)用程序扇形到2x1以上。對(duì)于1的增益，我建議在反應(yīng)中使用容性負(fù)載隔離電阻器，以限制有源通道輸出上容性負(fù)載的累積。并聯(lián)的非活動(dòng)反相輸入電容負(fù)載可能會(huì)開(kāi)始降低活動(dòng)通道的相位裕度。

采用單源信號(hào)并通過(guò)連接具有不同增益設(shè)置的兩個(gè)或多個(gè)OPA837級(jí)的輸出并一個(gè)僅選擇一個(gè)激活來(lái)創(chuàng)立一個(gè)簡(jiǎn)單的n位數(shù)字可變?cè)鲆娣糯笃?DVGA)。

圖4顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的1位DVGA，它為共享輸入信號(hào)的輸出提供1或2的增益。

圖4：OPA837中輸入開(kāi)關(guān)的可選增益應(yīng)用

當(dāng)任一路徑處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，放大器現(xiàn)在需要驅(qū)動(dòng)4kΩ反應(yīng)負(fù)載與圖4中所示的2kΩ負(fù)載并聯(lián)。圖5顯示了圖4的兩條可能的頻率響應(yīng)曲線。當(dāng)然，更寬的增益步長(zhǎng)是可能的通過(guò)將一個(gè)通道設(shè)置為高于2V/V的增益。但是，這樣做會(huì)導(dǎo)致帶寬差異越來(lái)越大。低于很低級(jí)帶寬的后濾波器將保持響應(yīng)形狀恒定，因?yàn)檫x擇了不同的增益通道。

圖5：OPA837中增益為1和2的1位DVGA小信號(hào)響應(yīng)形狀

您可以使用OPA837解決簡(jiǎn)單的多路復(fù)用器問(wèn)題，如果需要，可以在信號(hào)路徑中增加一些增益。或者，您可以通過(guò)使用OPA837