如何選擇模擬開關

2021-09-10 08:17:12 字數 1241 閱讀 8501

模擬開關(pi3usb30532zlex)和多路轉換器的作用主要是用於訊號的切換。目前整合模擬電子開關在小訊號領域已成為主導產品,與以往的機械觸點式電子開關相比,整合電子開關有許多優點,例如切換速率快、無抖動、耗電省、體積小、工作可靠且容易控制等。但也有若干缺點,如導通電阻較大,輸入電流容量有限,動態範圍小等。因而整合模擬開關主要使用在高速切換、要求系統體積小的場合。在較低的頻段上f<10mhz),整合模擬開關通常採用cmos工藝製成:而在較高的頻段上(f>10mhz),則廣泛採用雙極型電晶體工藝。

如何選擇模擬開關

選擇開關時需考察以下指標:

通道數量 整合模擬開關通常包括多個通道。通道數量對傳輸訊號的精度和開關切換速率有直接的影響,通道數越多,寄生電容和洩漏電流就越大。因為當選通一路時,其它阻斷的通道並不是完全斷開,而是處於高阻狀態,會對導通訊道產生洩漏電流,通道越多,漏電流越大,通道之間的干擾也越強。

洩漏電流 乙個理想的開關要求導通時電阻為零,斷開時電阻趨於無限大,漏電流為零。而實際開關斷開時為高阻狀態,漏電流不為零,常規的cmos漏電流約1na。如果訊號源內阻很高,傳輸訊號是電流量,就特別需要考慮模擬開關的洩漏電流,一般希望洩漏電流越小越好。

導通電阻 導通電阻的平坦度與導通電阻一致性 導通電阻會損失訊號,使精度降低,尤其是當開關串聯的負載為低阻抗時損失更大。應用中應根據實際情況選擇導通電阻足夠低的開關。必須注意,導通電阻的值與電源電壓有直接關係,通常電源電壓越大,導通電阻就越小,而且導通電阻和洩漏電流是矛盾的。要求導通電阻小,則應擴大溝道,結果會使洩漏電流增大。導通電阻隨輸入電壓的變化會產生波動,導通電阻平坦度是指在限定的輸入電壓範圍內,導通電阻的最大起伏值△ron=△ronmax—△ronmin。它表明導通電阻的平坦程度,△ron應該越小越好。導通電阻一致性代表各通道導通電阻的差值,導通電阻的一致性越好,系統在採集各路訊號時由開關引起的誤差也就越小。

開關速度 指開關接通或斷開的速度。通常用接通時間ton和斷開時間toff表示。對於需要傳輸快變化訊號的場合,要求模擬開關的切換速度高,同時還應該考慮與后級取樣保持電路和a/d轉換器的速度相適應,從而以最優的效能**比來選擇器件。

除上述指標外,晶元的電源電壓範圍也是乙個重要引數,它與開關的導通電阻和切換速度等有直接關係,電源電壓越高,切換速度越快,導通電阻越小(如圖1所示)。電源電壓越低,切換速度就會越慢且導通特性變差。因此對於3v或5v電壓系統,必須選擇低壓型的器件來保證系統正常工作。另外,電源電壓還限制了輸入訊號範圍,輸入訊號最大只能到滿電源幅度,如果超過溝道就會夾斷。低電壓型的器件通常都是滿電源電壓幅度的,並且採用特殊的工藝來保證低電壓時開關具有很低的導通電阻。

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