电气检测技术53

1、5.3 集成模拟多路开关 数字化测量技术中，涉及多路参数数据采集、巡回检测。 系统对几十点甚至上千点参数进行自动的、按顺序的测量、显示等。 每路采用独立的放大器、采样保持、AD转换等环节，系统的成本增加，且由于各组件特性的分散性给校准带来极大困难，甚至不可能。 实际系统采用公用的采样保持、AD转换。为实现该设计，常采用集成模拟多路开关来实现。 模拟开关的种类： 机械触点多路开关、晶体管开关，光耦合开关，结型场效应晶体管开关、CMOS场效应晶体管开关等。多路模拟开关的作用： 主要用于信号切换，在某一时刻让某一路信号通过，其余各路均断开。主要指标： 1、通道数量 通道数量对切换开关传输被测信号的精

2、度和切换速度有直接影响，通道数目越多，寄生电容和泄漏电流通常也越大，通道间干扰越严重。 2、泄漏电流 如果信号源内阻很高，传输的又是电流量，此时要考虑多路开关泄漏电流，泄漏电流越小越好。 3、切换速度 若传输的是快速变化的信号，必须考虑切换速度。通常结合采样保持、AD转换的速度来综合考虑。4、开关电阻 导通电阻和断开电阻。理想情况下，导通电阻为零，断开电阻无穷大，实际导通时有一定电阻，断开电阻也为有限值。 模拟开关的导通电阻、切换速度与电源电压有关，允许范围内，电源电压愈高，导通电阻愈小，切换速度愈快，相应的控制电平也应提高。 例如： CD4051在 时，导通电阻 当 时，导通电阻 。使用注意

3、点 由于模拟开关导通电阻的存在，在某些情况下会影响测量精度，作为补救，尽可能使负载电阻大一些，或在负载前加缓冲器。 使用CMOS工艺制作的模拟多路开关时，若只使用其中部分开关，必须把其余不用的开关的控制端接到VDD或VSS，否则，悬空状态下有可能受高压静电感应而击穿，导致永久性损坏。一、单端8通道1、AD7501(高电平选通) CMOS单片集成8选1多路模拟开关，每次选中8输入通道中一路与公共端(OUT)接通，选通通道根据A0、Al、A2编码而得，引线如图，数字量输入均为TTL或CMOS电平AD7501的主要参数： 导通电阻典型值为170欧(-10VVS10V)； 导通电阻温漂为0.5/； 通

4、道间偏差小于4。 每个通道的输入电容小于 开关时间 极限电源电压17V。 2、AD7503 基本特性与AD7501相同，选通电平为低电平时模拟开关工作。 3、CD4051 外引线见图。图中，A、B、C为输入端选通地址，INH为禁止端，当INH=1(高电平)时，8个输入通道均不选通，可见，工作时INH应接低电平才能正常工作。二、单端16通道 AD7506 、CD4067三、差动4通道1、AD7502 差动4通道模拟开关，特性参数与AD7501基本相同，选通地址相同时，有两路通道同时选通，真值表及外引脚如下图：A0、A1为选通地址；EN为选通允许端，高电平有效。 2、CD4052 CD4052是用

5、2输入的数字地址A、B控制的双4通道选1模拟开关。外引脚图见图。图中1NH为禁止端，即INH为高电平，全部模拟开关均不通。四、差动8通道AD7507 差动8通道模拟开关，主要特性参数与AD7506基本相同，但是在选通地址相同情况下，同一时刻有2路被选通，共有2个输出端，16个输入端。五、多路模拟开关的应用 单片CD4051组成的8选1系统如图，SH为采样保持器。在AD转换精度要求不高(8位)时可直接用ADC08080809内部的8选1模拟开关。 采用单片CD4067、AD7506组成16选1系统。当输入通道很多时，例如64路、128路或更多路输入时，只能使用多个多路模拟开关组合方式。图即为利用2片CD4051组成的16路选1系统。更多的通道，可参考这种方法实现。 有些情