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模拟开关——CD4066、CD4051


模拟开关

模拟开关,英文名Analog switches;主要是完成信号链路中的信号切换功能。采用MOS管的开关方式实现了对信号链路关断或者打开;由于其功能类似于开关,而用模拟器件的特性实现,成为模拟开关。

什么时候用继电器

继电器利用了电生磁原理,通电时电磁铁吸附开关使开关断开,常常应用于电子设计中作为电控开关。模拟开关是集成电路芯片,体积小、寿命高,而且能够实现较为复杂的功能,比如单刀双掷、单刀四掷、四开关集成等等。所以常见场景下还是模拟开关最为适合。

但是,集成电路芯片就决定了它有限制使用条件,信号电压、电流、频率均有一些限制,在大功率、高频场景下,可能模拟开关无法胜任,就需要使用继电器。

四双向模拟开关CD4066

CD4066 的引脚功能如图所示。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。

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当模拟开关的电源电压采用双电源时,例如 =﹢5V, =﹣5V(均对地0V而言),则输入电压对称于0V的正、负信号电压(﹢5V~﹣5V)均能传输。这时要求控制信号C=“1”为+5V,C=“0”为-5V,否则只能传输正极性的信号电压。

单八路模拟开关CD4051

CD4051 的引脚功能如图所示。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。

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真值表:

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同系列器件

双四路模拟开关CD4052

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三组二路模拟开关 CD4053

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十六路模拟开关 CD4067——单刀十六掷

结束语

参考文献

https://www.chip37.com/scp/CD4066

http://www.elecfans.com/dianzichangshi/20171209598886_a.html

datasheet

https://github.com/leeshy-tech/Electronic-Design/tree/main/analog_switches