多路复用器和模拟开关.pdf

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3.双四路模拟开关 CD4052 CD4052 的引脚功能如下图所示。CD4052 相当于一个双刀四掷开关，具体接通哪一通
道，由输入地址码 AB 来决定。
4.三组二路模拟开关 CD4053 CD4053 的引脚功能如下图所示。CD4053 内部含有 3 组单刀双掷开关，3 组开关具体接
通哪一通道，由输入地址码 ABC 来决定。
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经二极管整流不断给电容充电，使 3.3μF 电容上电压迅速达到转换电压，F2 输出变低，F3 输出变高，模拟开关 S1 导通，给电容充电，音量变小。由此，利用一只按钮开关，实现了 对音量的大小控。
2.四路视频信号切换器 四路视频信号切换器电路如下图所示。“与非”门 YF3、YF4 组成脉冲振荡器，振荡频
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多路复用器和模拟开关
多路复用器（MULTIPLEXER 也称为数据选择器）是用来选择数字信号通路的；模拟 开关是传递模拟信号的，因为数字信号也是由高低两个模拟电压组成的, 所以模拟开关也能 传递数字信号。
在 CMOS 多路复用器中，因为其数据通道也是模拟开关结构，所以也能用于选择多 路模拟信号。但是 TTL 的多路复用器就不能关 CD4067 CD4067 的引脚功能如图所示。CD4067 相当于一个单刀十六掷开关，具体接通哪一通
道，由输入地址码 ABCD 来决定。
二、CMOS 模拟开关典型应用举例 1.单按钮音量控制器
单按钮音量控制器电路如下图所示。VMOS 管 VT1 作为一个可变电阻并接在音响装置 的音量电位器输出端与地之间。VT1 的 D 极和 S 极之间的电阻随 VGS 成反比变化，因此控 制 VGS 就可实现对音量大小的控制。VT1 的 G 极接有 3 个模拟开关 S1～S3 和一个 100μF 的电容，其中 100μF 电容起电压保持作用。由于 VMOS 管的 G 极和 S 极之间的电阻极高， 故 100μF 电容上的电压可长时间基本保持不变。模拟开关 S1 为电容提供充电回路，当 S1 导通时，电源通过 S1 给电容充电，电容上电压不断增高，使 VT1 导通电阻越来越小，使音 量也越来越小。模拟开关 S2 为电容提供放电回路，当 S2 导通时，电容通过 S2 放电，电容 上电压不断下降，使音量越来越大。模拟开关 S3 起开机音量复位作用，开机时，电源在 S3 控制端产生一短暂的正脉冲，使 S3 导通，由于与 S3 连接的电阻较小，故使电容很快充到 一定的电压，使起始音量处于较小的状态。F1～F6 及其外围元件组成长短脉冲识别电路。 静态时，F1、F2 输入为高电平，当较长时间按压按钮开关 AN 时，F4 输出变高，经 100k 电阻给 3.3μF 电容充电，当充电电压超过 CMOS 门转换电压时，F5 输出由高变低，F6 输 出由低变高，模拟开关 S2 导通，100μF 电容放电，音量变大。与此同时，F1 输出也变高， 也给电容充电，但 F1 输出的一次正跳变不足以使电容上电压超过转换电压，故 F2 输出仍 为高电平，F3 输出低电平，模拟开关 S1 保持截止。当连续按动按钮开关 AN 时，F4 输出 也不断变化，输出为高时，给电容充电，而输出变低时，电容又很快通过二极管 VD3 放电， 故电容上电压总是达不到转换电压，因此 F6 输出一直为低。而此时 F1 输出连续高低变化，
3.数控电阻网络 数字控制电阻网络电阻值大小的电路如下图所示。图中，CD4066 的四个独立开关分别
并接在四个串接电阻上，电阻的值是按二进制位权关系选择的。当某个开关接通时，并接在 该开关上的电阻被短路，此处假设该电阻阻值 R�RON（RON 为模拟开关的导通电阻）；当 某个开关断开时，电阻两端阻值仍保持原阻值不变，此处假设该电阻阻值 R�ROFF（ROFF
一、常用 CMOS 模拟开关引脚功能和工作原理
1.四双向模拟开关 CD4066 CD4066 的引脚功能如下图所示。每个封装内部有 4 个独立的模拟开关，每个模拟开关
有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。当控制端加高电平时，开关导 通；当控制端加低电平时开关截止。模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止 时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可传输的模 拟信号的上限频率为 40MHz。各开关间的串扰很小，典型值为－50dB。
R1～R10 构成的加／减电阻网络。CD40192 为十进制加／减计数器，“与非”门 YF3、YF4 构成低频振荡器，“与非”门 YF1、YF2 分别为加计数端 CPU 和减计数端 CPD 的计数闸门。
当 D1 端为高电平时，闸门 YF1 开通，低频脉冲经 YF1 加到 CD40192 的 CPU 端，使 其作加法计数，输出端 Q0～Q3 数据增大，使 16 路模拟开关的刀向低端转换，顺序接通 R1～ R10，接通的电阻增大，经与 R11 分压后，使输出音频信号 Vo 增大；当 D2 端为高电平时， 闸门 YF2 开通，低频脉冲经 YF2 加到 CD40192 的 CPD 端，使其作减法计数，输出端 Q0～ Q3 数据减小，使 16 路模拟开关的刀向高端转换，顺序接通 R10～R1，接通的电阻减小， 经与 R11 分压后，使输出音频信号 Vo 减小
用 CMOS 的多路复用器或模拟开关传递模拟信号时要注意：模拟信号的变化值必须在 正负电源电压之间，譬如要传递有正负半周的正弦波时，必须使用正负电源且电源电压大 于传递的模拟信号峰值，这时其控制或地址信号必须以负电源电压为 0，而以正电源电压为 1；或者用单电源供电，而使模拟信号的变化中值在 1/2 电源电压上, 传递之后再恢复到原 来的值。
率由 100k 电位器调节。若嫌调节范围不够，可适当更换 0.47μF 电容和 100k 电阻。脉冲振 荡器受 YF1、YF2 组成的双稳态电路的控制，按 S1 时，YF1 输出低电平，脉冲振荡器停振； 按 S2 时，YF1 输出高电平，脉冲振荡器开始振荡。脉冲振荡器的输出作为 CD4017 十进制 计数器的时钟，使 Y0～Y3 依次出现高电平，相应的四个模拟开关依次导通，由 Vi1～Vi4 输入的视频信号被依次切换至输出端，完成了四路视频信号的切换。显然，增加一片 CD4066 可做成八路视频信号切换器，相应地，由 Y0～Y7 进行模拟开关控制，Y8 连至 Cr。依此类 推，可做成更多路数的视频信号切换器。而且，输入、输出也可以是其它形式的信号。如要 求视频、音频信号同传，则并接上相应数量的模拟开关即可。
2.单八路模拟开关 CD4051 CD4051 引脚功能如下图所示。CD4051 相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，
由输入的 3 位地址码 ABC 来决定。“INH”是禁止端，当“INH”=1 时，各通道均不接通。 此外，CD4051 还设有另外一个电源端 VEE，以作为电平位移时使用，从而使得通常在单组 电源供电条件下工作的 CMOS 电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种 多路开关可传输峰－峰值达 15V 的交流信号。例如，若模拟开关的供电电源 VDD=＋5V， VSS=0V，当 VEE=－5V 时，只要对此模拟开关施加 0～5V 的数字控制信号，就可控制幅 度范围为－5V～＋5V 的模拟信号。
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为模拟开关断开时的电阻）。四个开关的控制端由四位二进制数 A、B、C、D 控制，因此， 在 A、B、C、D 端输入不同的四位二进制数，可控制电阻网络的电阻变化，并从其上获得 2～ 16 种不同的电阻值。
4.音量调节电路 音量调节电路如下图所示。音频信号由 Vi 端输入，经分压电阻 R11 和隔直电容加到由