山东理工大学：《数据采集与处理》课程教学课件（PPT讲稿）第3章 模拟多路开关

SPUT 第3章模拟多路开关 31概述 032多路开关的工作原理及主要技 术指标 33多路开关集成芯片 34多路开关的电路特性 35多路开关的配置 36模拟多路开关的应用 教据采集与处理

1 SDUT 数据采集与处理 3.1 概述 3.2 多路开关的工作原理及主要技 术指标 3.3 多路开关集成芯片 第3章 模拟多路开关 3.4 多路开关的电路特性 3.5 多路开关的配置 3.6 模拟多路开关的应用

SPUT 第3章模拟多路开关 3.概述 作用:将多路被测信号分别传送到AD转 换器进行转换。 机电式:用于大电流、低速切换 类型 电子式:用于小电流、高速切换 教据采集与处理 2

2 SDUT 数据采集与处理 3.1 概述 第3章 模拟多路开关 作用：将多路被测信号分别传送到A/D转 换器进行转换。 机电式： 电子式： 类型 用于大电流、低速切换 用于小电流、高速切换

SPUT 31概述 电双极性晶体管开关 子式类 结型 场效应晶体管开关 绝缘栅型 型集成电路开关 教据采集与处理 3

3 SDUT 数据采集与处理 3.1 概 述 双极性晶体管开关 场效应晶体管开关 电 子 式 类 型 结型 绝缘栅型 集成电路开关

SPUT 第3章模拟多路开关 32多路开关的工作原理及主要技术指标 1.多路开关工作原理 模拟信号1 (1)双极型晶体管开关 R21+15V 通道选择1 R11 TI 其工作原理如下 设选择第l路模拟信号。 则令通道控制信号 T 模拟信号 Uc1=0,晶体管T截止, R28+15V U C8 R18 集电极为高电平,晶体管通道选择8 T导通,输入信号电压 U1被选中。 图3.2双极型晶体管开关电路 教据采集与处理 4

4 SDUT 数据采集与处理 3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标 第3章 模拟多路开关 1. 多路开关工作原理 ⑴双极型晶体管开关 +15V +15V T1 T1 T8 T8 . . . 通道选择1 通道选择8 Ui1 UC8 UC1 Ui8 R11 R21 R18 R28 模拟信号1 Uo 模拟信号8 图 3 . 2 双极型晶体管开关电路 其工作原理如下： 设选择第1路模拟信号。 则令通道控制信号 UC1= 0，晶体管T1 ′截止， 集电极为高电平，晶体管 T1导通，输入信号电压 Ui1被选中

sDUT32多路开关的工作原理及主要披术指标 同理:当令通道控制信号U(2=0时,则选 中第2路模拟信号,Uo=U2 注意:在控制信号U1~U(中不能同时有 两个或两个以上为0。 优点:开关速度快。 缺点:①漏电流大,开路电阻小,导通电 阻大。 ②电流控制器件,功耗大,集成度 低,一个方向传送信号。 教据采集与处理

5 SDUT 数据采集与处理 3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标 同理：当令通道控制信号UC2= 0 时，则选 中第2路模拟信号， UO = Ui2。 注意：在控制信号UC1 ～ UC8中不能同时有 两个或两个以上为0。 优点： 缺点： ②电流控制器件，功耗大，集成度 低，一个方向传送信号。 ①漏电流大，开路电阻小，导通电 阻大。 开关速度快

sDUT32多路开关的工作原理及主要披术指标 2场效应管开关 ()结型场效应晶体管开关 开关电路如图3.3所示。 T R 工作原理如下: UcI Ril 通道选择1 TI 设选择第1路信号。 则令通道控制信号Uc1=1, T 则开关控制管T导通,集电 R28 极为低电平,场效应管T导 Uc8 r18 通,U=Un 通道选择8- 当Uc1=0时,T截止, T也截止,第1路输入信号被 切断 图3.3结型场效应管多路开关 教据采集与处理 6

6 SDUT 数据采集与处理 3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标 2. 场效应管开关 ⑴ 结型场效应晶体管开关 开关电路如图3.3所示。 . . . T1 T1 T8 T8 Ui1 Ui8 UC1 UC8 通道选择1 通道选择8 Uo R18 R28 R11 R21 图 3 . 3 结型场效应管多路开关 工作原理如下： 设选择第1路信号。 则令通道控制信号UC1=1， 则开关控制管T1 ′导通，集电 极为低电平，场效应管T1导 通，UO=Ui1 。 当UC1 =0时， T1 ′截止， T1也截止，第1路输入信号被 切断

sDUT32多路开关的工作原理及主要披术指标 优点:开关切换速度快,导通电阻小,可 两个方向传送信号。 缺点沩分立元件,需专门的电平转换电 路驱动,使用不方便。 (2)绝缘栅场效应管开关 教据采集与处理

7 SDUT 数据采集与处理 3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标 优点： 缺点： 开关切换速度快，导通电阻小，可 两个方向传送信号。 为分立元件，需专门的电平转换电 路驱动，使用不方便。 ⑵ 绝缘栅场效应管开关

sDUT32多路开关的工作原理及主要披术指标 20。⊥业 U R CI R T 其工作原理与结 +4V 型场效应管多路开关 i 8 类似。 -20Vo R28 UC8 R18 +4V 图3.4绝缘栅场效应管多路开关 教据采集与处理 8

8 SDUT 数据采集与处理 3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标 +4V +4V -20V -20V T1 T1 T8 T8 R11 R21 R18 R28 Uo Ui1 UC1 Ui8 UC8 . . . 图 3 . 4 绝缘栅场效应管多路开关 其工作原理与结 型场效应管多路开关 类似

sDUT32多路开关的工作原理及主要披术指标 优点:开关切换速度快,导通电阻小,且 随信号电压变化浪动小;易于和驱 动电路集成。 缺点:衬底要有保护电压。 3集成电路开关 集成电路开关将多路开关、计数器、 译码器制造在一个芯 片上。 教据采集与处理

9 SDUT 数据采集与处理 3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标 优点： 缺点： 3. 集成电路开关 集成电路开关—— 将多路开关、计数器、 译码器制造在一个芯 片上。 开关切换速度快，导通电阻小，且 随信号电压变化波动小；易于和驱 动电路集成。 衬底要有保护电压

sDUT32多路开关的工作原理及主要披术指标 Uil o 工作原理如下: T2 设选择第1路输入信号 U Un则计算机输出一个4位二进 制码,把计数器置成0001 15 状态,经四一十六线 16 译码器后,第1根线输出高 电平,场效应管T导通 15|16 Uo=U1,选中第1路信号 四-十六线译码器 如果要连续选通第1路到 计数 四位计数器 第3路的信号,可以在计数器 加入计数脉冲,每加入一次 脉冲,计数器加1,状态依次 图3.5集成多路开关 变为0001,0010,0011。 教据采集与处理

10 SDUT 数据采集与处理 3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标 1 2 3 ...... 1 5 1 6 四-十六线译码器 四位计数器 T1 T2 T3 T15 T16 Ui3 U0 Ui2 Ui1 Ui15 Ui16 计 数 2 3 2 2 2 1 2 0 . . . . . . ...... 图 3 . 5 集成多路开关 工作原理如下： 设选择第1路输入信号， 则计算机输出一个4位二进 制码，把计数器置成0001 状态，经四 — 十六线 译码器后，第1根线输出高 电平，场效应管T1导通， UO= Ui1 ，选中第1路信号。 如果要连续选通第1路到 第3路的信号，可以在计数器 加入计数脉冲，每加入一次 脉冲，计数器加1，状态依次 变为 0001，0010，0011