模拟开关作用主要是用于信号的切换。目前集成模拟电子开关在小信号领域已成为主导产品,与以往的机械触点式电子开关相比,集成电子开关有许多优点,例如切换速率快、无抖动、耗电省、体积小、工作可靠且容易控制等。但也有若干缺点,如导通电阻较大、输入电流容量有限、动态范围小等。因而集成模拟开关主要使用在高速切换、要求系统体积小的场合。晨希半导体的模拟开关采用CMOS工艺制成,均可应用于较宽的频段范围。
晨希半导体通用模拟开关CX4052
选择模拟开关时需考察以下指标:
1. 通道数量
集成模拟开关通常包括多个通道。通道数量对传输信号的精度和开关切换速率有直接的影响,通道数越多,寄生电容就越大。因为当选通一路时,其它阻断的通道并不是完全断开,而是处于高阻状态,存在泄漏电流,另外通道之间也存在着耦合与寄生电容,所以存在通道之间的相互干扰。
2. 泄漏电流
一个理想的开关要求导通时电阻为零,断开时电阻趋于无限大,漏电流为零。而实际开关断开时为高阻状态,漏电流不为零,常规的CMOS漏电流约1nA。如果信号源内阻很高,传输信号是电流量,就特别需要考虑模拟开关的泄漏电流,一般希望泄漏电流越小越好。
3. 导通电阻
导通电阻的平坦度与导通电阻一致性。导通电阻会损失信号,使精度降低,尤其是当开关串联的负载为低阻抗时损失更大。应用中应根据实际情况选择导通电阻足够低的开关。必须注意,导通电阻的值与电源电压有直接关系,通常电源电压越大,导通电阻就越小,而且导通电阻和泄漏电流是矛盾的。要求导通电阻小,则应扩大沟道,结果会使泄漏电流增大。导通电阻随输入电压的变化会产生波动,导通电阻平坦度是指在限定的输入电压范围内,导通电阻的最大起伏值ΔRON=ΔRONMAX—ΔRONMIN。它表明导通电阻的平坦程度,ΔRON应该越小越好。导通电阻一致性代表各通道导通电阻的差值,导通电阻的一致性越好,系统在采集各路信号时由开关引起的误差也就越小。
4. 开关速度
指开关接通或断开的速度。通常用接通时间TON和断开时间TOFF表示。对于需要传输快速变化信号的场合,要求模拟开关的切换速度高,同时还应该考虑与后级采样保持电路和A/D转换器的速度相适应,从而以最优的性能价格比来选择器件。
5. 开关耐压
模拟开关由于其应用的信号链路为电子板低压工作环境,耐压值一般在15v以内,常见的有3.3v、5v、12v、15v等最大耐压值。选择时必须注意信号链路的最大电压与器件最大耐压值。
6. THD(总谐波失真)
该指标可以衡量模拟开关对于音频信号的还原度,一些音频的信号处理对THD要求严格,THD定义为,信号功率与谐波及噪声的dB比值。THD与模拟开关的导通电阻的平坦度相关。一般来说,随着导通阻抗的增加,导通阻抗平坦度(即导通阻抗在输入电压范围的变化)也相应升高。而导通阻抗平坦度的升高会降低THD性能。也就是说,在输入电压范围内,导通阻抗越平坦,THD性能就越好。
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