独特的有源多路复用器功能将缓冲器和开关组合到一个解决方案

【Word版本下载可任意编辑】独特的有源多路复用器功能将缓冲器和开关组合到一个解决方案设计人员经常遇到选择两个（或多个）输入中的一个以传递到下一阶段的问题。虽然大量多路复用器(mux)型器件使用改良的阻抗方法来选择将哪个输入传递到单个输出，但新的高速精细运算放大器(opamp)在内部增加了这种功能。

OPA837单通道运算放大器在反相节点内部包含一个开关，该开关与电源关断功能一起工作。这实现了简单的有源多路复用器操作，如图1中的2x1例如所示。105MHzOPA837器件的极低功耗操作几乎不会增加系统功率预算（0.6mA/通道），同时在通道之间和输入通道之间提供几乎完美的隔离。通道外路径。

图1：使用两个OPA837运算放大器的1、2x1有源多路复用器的简单增益

在图1中，两个放大器显示为一个单位增益缓冲器。它们可以配置为任何增益或衰减设置，但除了输出负载之外，每个放大器还需要为两个通道驱动反应和增益电阻的并联组合。

电源关断功能在负电源的情况下运行。LM7705开关电容反相稳压器从3V至5.25V输入提供固定的-0.23V负偏置电源电压，以在输出上提供必要的裕量以运行真正的对地摆幅。OPA837输入为负轨。低压接地参考逻辑信号及其反相版本将在两个放大器之间切换，一个激活一个。使用先断后合逻辑排序来防止两个输出同时处于活动状态。如果无法先断后合，则在反应连接内部的输出中使用100Ω电阻将两个输出与高转换电流隔离。

将一个通道上的电源禁用电压拉至低于0.32V将禁用它，而将另一个通道上的电源禁用电压提高到1.27V以上将启用该通道。LM7705提供的-0.23V负电源已将这些电源禁用电压电平转移到数据表中特定的很小/很大范围以下。

OPA837中使用的轨到轨输出级在禁用时变为高阻抗。使这个有源多路复用器应用程序工作所缺少的是一个类似的高阻抗，可以查看禁用通道的反相输入引脚。OPA837单位增益稳定电压反应运算放大器(VFA)率先提供有源开关，用于连接或隔离反相输入上的内部输入级晶体管与外部世界。激活时，此开关处于低阻抗状态并位于反应环路内，因此对运算放大器的正常运行是透明的。无论启用还是禁用，同相输入都保持非常高的阻抗。

图2：2Vpp，有和没有连接到输出引脚的非活动级

图3：4Vpp，有和没有连接到输出引脚的非活动级

正如这些测试所示，简单的单放大器测试用例没有降低谐波失真。

您还能如何使用这种新的内部功能？这里有一些想法：

将活动多路复用器应用程序扇形到2x1以上。对于1的增益，我建议在反应中使用容性负载隔离电阻器，以限制有源通道输出上容性负载的累积。并联的非活动反相输入电容负载可能会开始降低活动通道的相位裕度。

采用单源信号并通过连接具有不同增益设置的两个或多个OPA837级的输出并一个仅选择一个激活来创立一个简单的n位数字可变增益放大器(DVGA)。

图4显示了一个简单的1位DVGA，它为共享输入信号的输出提供1或2的增益。

图4：OPA837中输入开关的可选增益应用

当任一路径处于活动状态时，放大器现在需要驱动4kΩ反应负载与图4中所示的2kΩ负载并联。图5显示了图4的两条可能的频率响应曲线。当然，更宽的增益步长是可能的通过将一个通道设置为高于2V/V的增益。但是，这样做会导致带宽差异越来越大。低于很低级带宽的后滤波器将保持响应形状恒定，因为选择了不同的增益通道。

图5：OPA837中增益为1和2的1位DVGA小信号响应形状

您可以使用OPA837解决简单的多路复用器问题，如果需要，可以在信号路径中增加一些增益。或者，您可以通过使用OPA837