开关在电路中起接通信号或断开信号的作用。最常见的可控开关是继电器,当给驱动继电器的驱动电路加高电平或低电平时,继电器就吸合或释放,其触点接通或断开电路。CMOS模拟开关是一种可控开关,它不像继电器那样可以用在大电流、高电压场合,只适于处理幅度不超过其工作电压、电流较小的模拟或数字信号,CD4051是最常用的模拟开关。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。其真值表见图1。“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。
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图1 CD4051真值表
CD4051导通电阻小,CD4051在常温下的导通电阻为几百欧姆.供电电压范围较宽,速度相对较快,控制简单,适合作为量程转换模块中选择放大反馈回路的开关。但是,多路模拟开关也有其不利的地方。其导通电阻不恒定,随电源电压的增大而减小;控制信号电平也随电源电压增大而增大,在使用时需根据现场实际情况综合考虑,添加必要的外围电路,保证其工作正常。在电源电压的选择上要结合实际需要,适当增大。
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以上是CD4051作为量程切换的通道选择(反馈电阻选择)的参考电路图
模拟开关CD4051使用的4个要点
1、使用单电源时,CD4051的VEE可以和GND相连。
2、强烈建议A,B,C三路片选端要加上拉电阻。
3、CD4051的公共输出端不要加滤波电容(并联到地),否则不同通道转换后的电压经电容冲放电后会引起极大的误差。
4、禁止输出端(INH)为高电平时,所有输出切断,所以在应用时此端接地。作音频信号切换时,最好在输入输出端串入隔直电容。