《电气测试技术第5版》 课件 5.4 集成模拟多路开关

02December20245.4集成模拟多路开关5.4.1概述5.4.2常成集成摸拟开关5.4.3多路模拟开关应用举例02December20245.4.1概述在数字化测量技术和微型计算机或带微处理器的测控系统中，常需要有多路参数的数据采集、巡回检测和控制。这类系统或装置可对几十点甚至上千点的参数进行自动的、按顺序的测量、显示或控制。若每一路都采用各自的放大器、采样/保持、A/D转换等环节，不仅使系统的成本增加，而且由于各组件特性的分散性给校准带来极大的困难，甚至为不可能。因此，通常采用公用的采样/保持、A/D转换（有时也可将某些放大器共用）。实现这种设计，常采用集成摸拟多路开关来实现。此外，程控增益放大器也常用多路开关。02December2024多路开关的主要指标通道数量

通道数量对切换开关传输被测信号的精度和切换速度有直接影响，因为通道数目越多，寄生电容和泄漏电流通常也越大，通道间的干扰也越严重。泄漏电流

如果信号源内阻很高，传输的又是电流量，此时就要考虑多路开关的泄漏电流，希望泄漏电流越小越好。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、A/D转换的速度来综合考虑。开关电阻

包括导通电阻和断开电阻。在理想情况下，导通电阻为零，断开电阻为无穷大，其实不然，导通时有一定电阻，断开电阻也为有限值。02December20245.4.2常成集成摸拟开关1单端8通道图5-22AD7501/AD7503引脚功能图5-23CD4051引脚功能02December20242单端16通道AD7506为CMOS工艺单片集成16选1多路模拟开关，在某一时刻，16路输入通道中只有一路与输出端接通，其作各路均与输出端断开，选通通道根据地址A0、A1、A2、A3编码而得。图5-24a为其外引脚图，图中EN为高电平有效。图5-24单端16通道模拟开关02December2024图5-25差动4通道模拟开关3差动4通道AD7502是差动4通道多路模拟开关，其主要特性参数与AD7501基本相同，但是在选通地址相同情况下，有两路通道同时选通，其真值表见表5-4。图5-25a为AD7502的外引脚图，图中，A0、A1为选通地址；EN为允许端，高电平有效。02December20244差动8通道AD7507是差动8通道模拟开关，其主要特性参数与AD7506基本相同，但是在选通地址相同情况下，在同一时刻有2路被选通，共有2个输出端，16个输入端，其外引脚见图5-26a，图中，EN为选通允许，高电平有效。CD4097同类产品有CC4097B，称为双8选1模拟开关。其外引脚图见图5—26b。图中，A、B，C为选通地址，INH为选通允许端，低电平有效。图5-26差动8通道模拟开关02December20245.4.3多路模拟开关应用举例图5-27为利用单片CD4051组成的8通道选1的系统，S/H为采样/保持器。在A/D转换精度要求不高（8位）时可直接用ADC0808/0809内部的8选1模拟开关。96系列单片机内的10位A/D转换器也集成有8选1模拟开关。图5-27单8通道选一应用系统图5-28单通道16选一应用系统图5-28为利用单片AD7506组成的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。02December2024图5-29为利用2片CD4051组成的16路选1系统。更多的通道，可参考这种组合方法来实现，例如用2片CD4067给成32选一应用系统。在有些情况下，模拟量模拟量输入往往需双端输入，例如后接测量放大器或从热电偶获取信号等，此时可选取差动4通道、差动8