1、1 SAUACC 作用：作用： 將多路被測信號分別傳送到將多路被測信號分別傳送到A/D轉轉 換器進行轉換。換器進行轉換。 機電式：機電式： 電子式：電子式： 類型類型 用于大電流、低速切換用于大電流、低速切換 用于小電流、高速切換用于小電流、高速切換 2 SAUACC 3 SAUACC 4 SAUACC +15V +15V T1 T1 T8 T8 . . . 通道選擇1 通道選擇8 Ui1 UC8 UC1 Ui8 R11 R21 18R 28R Uo 模擬信號1 模擬信號8 圖圖3 3. .2 2 雙雙極極型型晶晶體體管管開開關關電電路路 5 SAUACC . . . T1 T1 T8 T8

2、Ui1 Ui8 UC1 UC8 通道選擇1 通道選擇8 Uo R18 28R 11R 21R 圖圖3 3. .3 3 結結型型場場效效應應管管多多路路開開關關 6 SAUACC +4V +4V -20V -20V T1 T1 T8 T8 R11 R21 R18 R28 Uo Ui1 UC1 Ui8 UC8 . . . 圖圖3 3. .4 4 絕絕緣緣柵柵場場效效應應管管多多路路開開關關 7 SAUACC 1231516 . 四-十六線譯碼器 四位計數器 T1 T2 T3 T15 T16 U0Ui3 Ui2 Ui1 Ui15 i16U 計數 23222120 . . . . . . . 圖圖3

3、3. .5 5 集集成成多多路路開開關關 8 SAUACC 2. 多路開關的主要指標多路開關的主要指標 9 SAUACC 10 SAUACC 11 SAUACC 12 SAUACC 13 SAUACC 1. 無譯碼器的多路開關無譯碼器的多路開關 開關類型：開關類型： TL182C，AD7510，AD7511，AD7512等等。 14 SAUACC 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16S1 S2 S3 S4 D1 A1 A2D2 D3 A3 D4 A4 USS UDD GND NC 圖圖3 3. .6 6 A AD D7 75 51 10 0芯芯片片 芯片中

4、無譯碼芯片中無譯碼 器，四個通道開關器，四個通道開關 都有各自的控制端。都有各自的控制端。 15 SAUACC 16 SAUACC 優點：優點： 每一個開關可單獨通斷，也可同每一個開關可單獨通斷，也可同 時通斷，使用方式比較靈活。時通斷，使用方式比較靈活。 缺點：缺點： 引腳較多，使得片內所集成的開關較少。引腳較多，使得片內所集成的開關較少。 當巡回檢測點較多時，控制復雜。當巡回檢測點較多時，控制復雜。 2. 有譯碼器的多路開關有譯碼器的多路開關 AD7501（AD7503） 17 SAUACC . 電平轉換 譯碼驅動 OUT ENA1A2A0 S8S1 USS UDD (-15V) (+15

5、V) 地 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A1 GND EN A2 S8 S1 S2 3 S 5S 6 S 4S 7S OUT UDD USS A0 AD 7501 . 圖圖3 3. .7 7 A AD D7 75 50 01 1（A AD D7 75 50 03 3）芯芯片片結結構構及及引引腳腳功功能能 片上所有邏輯輸入與片上所有邏輯輸入與TTLDTL及及CMOS 電路兼容電路兼容。 18 SAUACC 表表3.1 AD7501真值表真值表 A 2 A 1 A 0EN 導通導通 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0

6、1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 無無 19 SAUACC AD7503 除除EN 端的控制邏輯電平相端的控制邏輯電平相 反外反外, , 其它與其它與AD7501相同相同。 AD7502 電平轉換 ENA1A0 UDD (+15V) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A1 GND EN S8 S1 S2 3 S 5S 6S 4S 7S OUT UDD USS A0 AD 7502 OUT (1 4) (5 8) . 譯碼驅動 OUTS8S1 USS (-15V) 地 SS45OUT 圖圖3

7、 3. .8 8 A AD D7 75 50 02 2芯芯片片結結構構及及引引腳腳功功能能 20 SAUACC 表表3.2 AD7502真值表真值表 A 1 A 0 EN 接通通道接通通道 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1和和5 2和和6 3和和7 4和和8 無無 21 SAUACC 注意：注意： AD7501，AD7502，AD7503 芯片都芯片都 是單向多到一的多路開關，即信號只允許是單向多到一的多路開關，即信號只允許 從多個從多個 (8個個) 輸入端向一個輸出端傳送。輸入端向一個輸出端傳送。 22 SAUACC 23 SAUACC 電平轉換 譯碼驅動 S1 UDD

8、 (-15V) (+15V) 地 S4S5S0S2S6S7S3 INHCBA UEE 12345 6 7 8 9 1011 12131415 16 Sm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 GND S1 S2 3 S5S 6 S 4S 7S UDD CD 4501 S0 A B C Sm INH UEE IN/OUT (OUT/IN) IN/OUT IN/OUT 圖圖3 3. .9 9 C CD D4 45 50 01 1芯芯片片結結構構及及引引腳腳功功能能 CD4051為為8 通道單刀結構形式，它允許雙通道單刀結構形式，它允許雙 向使用，即可用于多到

9、一的切換輸出，向使用，即可用于多到一的切換輸出， 也可用也可用 于一到多的輸出切換。于一到多的輸出切換。 24 SAUACC 表表3.3 CD4051真值表真值表 INH C B A 接通通道接通通道 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 無無 25 SAUACC CD4052 UDD (-15V) (+15V) 地 UEE 8 11 16 12 3 45 7 12 13 1415 電平轉換 譯碼驅動 INH 6 B 9 A 10 Y(OUT/IN)X(

10、OUT/IN) X(IN/OUT)Y(IN/OUT) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 GND UDD CD 4502 A B INH UEE (IN/OUT) Y (OUT/IN) Y Y(IN/OUT) (IN/OUT) X (OUT/IN) X X(IN/OUT) 圖圖3 3. .1 10 0 C CD D4 45 50 02 2芯芯片片結結構構及及引引腳腳功功能能 26 SAUACC 表表3.4 CD4052真值表真值表 輸輸 入入 接通通道接通通道 A B X Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 2 2

11、3 3 均不通均不通 INH 27 SAUACC 28 SAUACC 29 SAUACC 30 SAUACC 為了便于討論，模擬多路開關中的一個開為了便于討論，模擬多路開關中的一個開 關用圖關用圖3.11所示的等效電路來表示。所示的等效電路來表示。 31 SAUACC US RS CI CIO RON ROFF CO CLRL 圖3.11 模擬多路開關中一個開關的等效電路圖3.11 模擬多路開關中一個開關的等效電路 RS為信號源內阻為信號源內阻，CI為開關的輸入電容為開關的輸入電容， RON是開關的導通電阻，是開關的導通電阻，ROFF是開關斷開時的電是開關斷開時的電 阻阻，CIO是跨接在開關輸

12、入與輸出端上的電容是跨接在開關輸入與輸出端上的電容， CO是輸出電容是輸出電容，RL和和CL為負載的電阻和電容。為負載的電阻和電容。 32 SAUACC 1. 漏電流漏電流 漏電流漏電流 通過斷開的模擬開關的電流，通過斷開的模擬開關的電流， 用用IS表示。表示。 33 SAUACC 在在n個模擬開關的個模擬開關的 并聯組合中，當一個開并聯組合中，當一個開 關導通時，其它關導通時，其它n1個個 開關是斷開的，未導通開關是斷開的，未導通 開關的漏電流將通過導開關的漏電流將通過導 通的開關流經信號源，通的開關流經信號源， 如圖如圖3.12所示。所示。 I 導導 通通 開開 關關 測測量量點點 UOE

13、 RL RON RS I I I S S S S 斷斷 開開 開開 關關 圖圖3 3. .1 12 2 漏漏電電流流電電路路 這樣，將在輸出端這樣，將在輸出端 形成一個誤差電壓形成一個誤差電壓UOE。 34 SAUACC 輸出端的誤差電壓：輸出端的誤差電壓： UnIRR OESSON ()()1 式中式中 IS 單個開關的漏電流。單個開關的漏電流。 舉例：舉例： 如用兩個如用兩個AD7503構成構成16路輸入通道。路輸入通道。 AD7503每個通道斷開時的漏電流每個通道斷開時的漏電流 IS=2nA（25），），其導通內阻其導通內阻RON=300，設設 RS=1000，則由式則由式(3-1) 可

14、以算出漏電流引起可以算出漏電流引起 的輸出誤差電壓為：的輸出誤差電壓為： 35 SAUACC )V(1039)103 . 1 ()102(15 639 OE U 設該系統的滿量程輸入電壓為設該系統的滿量程輸入電壓為100mV， 采用采用12 位位AD轉換器，每個量化級是轉換器，每個量化級是 24.4 V，則誤差電壓大于系統的量化單位。則誤差電壓大于系統的量化單位。 如果通道數增加或信號源內阻很大時，如果通道數增加或信號源內阻很大時， 情況還要嚴重。情況還要嚴重。 改進的方法：改進的方法：采用分級組合電路。采用分級組合電路。 36 SAUACC 將將3n個通道分個通道分 成成3 組組，再用再用3

15、個第個第 二級的開關接到輸二級的開關接到輸 出端。這樣將使流出端。這樣將使流 到輸出端的漏電流到輸出端的漏電流 由由(3n1) 降到降到 (n1)，差不多減差不多減 至至 1 3 . . . . . . . . . A B C 輸輸出出 1 2 n 1 2 n 1 2 n 圖圖3 3. .1 13 3 多多路路開開關關的的分分級級組組合合 37 SAUACC 2. 動態響應動態響應 響應參數響應參數 開關切換時間（設定時間）開關切換時間（設定時間） 開關閉合后系統帶寬開關閉合后系統帶寬 US RSRON CICT RL 圖圖3 3. .1 14 4 多多路路開開關關的的動動態態響響應應等等效效

16、電電路路 38 SAUACC 39 SAUACC 設定時間設定時間 tS 設設 CI RS+RON 根據負載效應誤差，在下級根據負載效應誤差，在下級 提高增益來補償提高增益來補償 【例【例3.2】 設某通道設某通道RS=300 ，RON=200 ， RL=5M ，求誤差求誤差。 46 SAUACC 解：解： 負載效應誤差負載效應誤差= %011. 0%100 105250300 250300 %100 6 LONS ONS RRR RR 4.串擾串擾 串擾串擾 斷開通道的信號電壓耦合到接斷開通道的信號電壓耦合到接 收通道引起的干擾。收通道引起的干擾。 47 SAUACC 分析串擾的等效電路如圖

17、分析串擾的等效電路如圖3.16所示所示。 US1 US1 RS1 RON2 RS2 Cin2 Cin1 C10 C10 CC OT+LUOE UOE CC OT+L RON (a) (c) (b)若RON2 R S1或RS2 RS1 C10 COT +C LCin2+UOERS2 Cin1 US1 圖圖3 3. .1 16 6 計計算算串串擾擾的的等等效效電電路路 48 SAUACC 可知可知 減小減小RS2與與RON，有利于減小串擾。，有利于減小串擾。 加大加大CL 也能減小串擾，但不利于也能減小串擾，但不利于 動態響應。動態響應。 49 SAUACC 50 SAUACC 1.單端接法單端接

18、法 單端接法單端接法 把所有輸入信號源的一端把所有輸入信號源的一端 接至同一信號地，另一端接至同一信號地，另一端 各自接至多路開關的相應各自接至多路開關的相應 輸入端。輸入端。 如圖如圖3.17所示所示。 51 SAUACC 圖圖3.17(a)的信號地與模擬地很接近，的信號地與模擬地很接近， 但實際很難做到。但實際很難做到。 - + UO . . . . . . . . . - + UO. . . 模擬地模擬地模擬地模擬地 信號地信號地 US1 RS1 US2 RS2 USn RSn US1 RS1 US2 RS2 USn RSn Ucm1 Rf Rf (a)(b) 圖圖3.17 單端接法單端接法 Ucm Ucm2 Ucmn 52 SAUACC 圖圖3.17(b)的信號地與模擬地相離較遠的信號地與模擬地相離較遠。 優點：優點： 缺點：缺點： 能使用系統的全部通道。能使用系統的全部通道。 抗共模干擾能力差。抗共模干擾能力差。 2. 雙端接法雙端接法 雙端接法雙端接法 把所有輸入信號源的兩把所有輸入信號源的兩 端各自分別接至多路開端各自分別接至多路開 關的輸入端。關的輸入端。 53 SAUACC 54 SAUACC 雙端接法如圖雙端接法