電氣測試技術第4版課件5.4集成模擬多路開關

March22,2023《電氣測試技術（第4版）》

萬頻林德杰李學聰March22,20235.4集成模擬多路開關5.4.1概述5.4.2常成集成摸擬開關5.4.3多路模擬開關應用舉例March22,20235.4.1概述在數(shù)字化測量技術和微型計算機或帶微處理器的測控系統(tǒng)中，常需要有多路參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、巡回檢測和控制。這類系統(tǒng)或裝置可對幾十點甚至上千點的參數(shù)進行自動的、按順序的測量、顯示或控制。若每一路都采用各自的放大器、采樣/保持、A/D轉換等環(huán)節(jié)，不僅使系統(tǒng)的成本增加，而且由于各組件特性的分散性給校準帶來極大的困難，甚至為不可能。因此，通常采用公用的采樣/保持、A/D轉換（有時也可將某些放大器共用）。實現(xiàn)這種設計，常采用集成摸擬多路開關來實現(xiàn)。此外，程控增益放大器也常用多路開關。March22,2023多路開關的主要指標通道數(shù)量

通道數(shù)量對切換開關傳輸被測信號的精度和切換速度有直接影響，因為通道數(shù)目越多，寄生電容和泄漏電流通常也越大，通道間的干擾也越嚴重。泄漏電流

如果信號源內(nèi)阻很高，傳輸?shù)挠质请娏髁?，此時就要考慮多路開關的泄漏電流，希望泄漏電流越小越好。切換速度

若傳輸?shù)氖强焖僮兓男盘?，必須考慮切換速度。通常結合采樣/保持、A/D轉換的速度來綜合考慮。開關電阻

包括導通電阻和斷開電阻。在理想情況下，導通電阻為零，斷開電阻為無窮大，其實不然，導通時有一定電阻，斷開電阻也為有限值。March22,20235.4.2常成集成摸擬開關1單端8通道圖5-22AD7501/AD7503引腳功能圖5-23CD4051引腳功能March22,20232單端16通道AD7506為CMOS工藝單片集成16選1多路模擬開關，在某一時刻，16路輸入通道中只有一路與輸出端接通，其作各路均與輸出端斷開，選通通道根據(jù)地址A0、A1、A2、A3編碼而得。圖5-24a為其外引腳圖，圖中EN為高電平有效。圖5-24單端16通道模擬開關March22,2023圖5-25差動4通道模擬開關3差動4通道AD7502是差動4通道多路模擬開關，其主要特性參數(shù)與AD7501基本相同，但是在選通地址相同情況下，有兩路通道同時選通，其真值表見表5-4。圖5-25a為AD7502的外引腳圖，圖中，A0、A1為選通地址；EN為允許端，高電平有效。March22,20234差動8通道AD7507是差動8通道模擬開關，其主要特性參數(shù)與AD7506基本相同，但是在選通地址相同情況下，在同一時刻有2路被選通，共有2個輸出端，16個輸入端，其外引腳見圖5-26a，圖中，EN為選通允許，高電平有效。CD4097同類產(chǎn)品有CC4097B，稱為雙8選1模擬開關。其外引腳圖見圖5—26b。圖中，A、B，C為選通地址，INH為選通允許端，低電平有效。圖5-26差動8通道模擬開關March22,20235.4.3多路模擬開關應用舉例圖5-27為利用單片CD4051組成的8通道選1的系統(tǒng)，S/H為采樣/保持器。在A/D轉換精度要求不高（8位）時可直接用ADC0808/0809內(nèi)部的8選1模擬開關。96系列單片機內(nèi)的10位A/D轉換器也集成有8選1模擬開關。圖5-27單8通道選一應用系統(tǒng)圖5-28單通道16選一應用系統(tǒng)圖5-28為利用單片AD7506組成的16選1系統(tǒng)。當輸入通道很多時，例如64路、128路或更多路輸入時，只能使用多個多路模擬開關組合方式。March22,2023圖5-29為利用2片CD4051組成的16路選1系統(tǒng)。更多的通道，可參考這種組合方法來實現(xiàn)，例如用2片CD4067給成32選一應用系統(tǒng)。在有些情況下，模擬量模擬量輸入往往需雙端輸入，例如后接測量放大器或從熱電偶獲取信號等，此時可選取差動4通道、差動