切勿忽视模拟和数字之间的异类模拟开关.doc

切勿忽视模拟和数字之间的异类---模拟开关 3.1“土地佬”模拟开关可信源自于“接地” 在写模拟开关之前想必都知道如下两种芯片CD4051类的一转多芯片和“单子冲”模拟式的CD4066,同时更多的反应是在用时感到4051那用起来是真简单，一下子就是一转多，而4066相比之下则没那么多灵活性。再一个感觉就是4051真正用起来时未必那么好，起码比4066坏得容易，要想让4051工作好最好还要斟酌其电源设计，弄不好还要负电源，而4066设计到位则不必考虑此类问题，当然我这不是说4066比4051好，观点是物尽其用方好。 图3-1 上面这个原理图上所提到的每个通道用到ABC三个4066模拟开关单元，其最早源自一张破解的德国仪器图纸，初期并未看到什么优势，但细看就会发现其工作原理是某通道打开时AB先闭合，C断开，当通道断开时其AB断开，C闭合。这时带来的第一个好处就是C闭合等于3个模拟开关接地直接减少了模拟开关引入的噪音。相比之下4051是如下图所示原理： 图3-2 这无疑对消除模拟开关内部噪音没什么好处。许多单片机的高精度AD输入前端就是类似4051这种开关模式，用时可别忘了不用的通道设计成接地，尽可能减少空闲模拟开关通道引入的噪音。包括各种带差动输入功能的多通道Δ-Σ型AD如AD779X系列，TI的ADS12XX系列等，不用的通道切忌接地，对于模拟开关引入的噪音防患于未然不是件坏事。 3.2今晚掀谁的牌子皇帝说得算----细想细挑再做决定 对于直流信号好确定问题，但在相当部分交流信号时还是要关注模拟开关的承受问题，4066能承受的负电压可不大，呵呵。 图3-3 上图中A与B部分中使用的运放均为正负电源供电，A图中的运放只能用CD4051类的模拟开关，原因是输入信号副模拟开关必须承受负电压，用4051则可以满足要求。 而B图中根据“虚地”,“虚断”原理则可以看到模拟开关上能承受的电压怎么也不至于负到哪里去，用4066也没有问题，单电源的4066这时可能是个不错的东西，当然别忘了学习德国人的如3-1图的用法。这当中提示一下不是所有的运放都可以按照图3-3（B）的接法同相端直接接地，这点在设计时别忘了看说明书。 还有一类特殊的模拟开关在CYPRESS的PSOC芯片中，其名称是AUMX4,AUMX8作为一个模拟模块存在芯片中，一个建议是能用AUMX4时先尽量不用AUMX8,因为AMUX8是AUMX4区别在与右边模拟开关是二级模拟开关，原理上带来比左边PGA_1的模拟开关多一级，从自身噪音讲很好理解这点，当然对于AUMX8的应用我们也可以放心用，只是用之前做到心里有数既是，这不代表咱们否定PSOC，其模拟优势还是相当明显。另外由于PSOC芯片本身I/O所承受负电压只能到-0.3V左右，超过这个数值之后PSOC的I/O十分容易永久性损坏，这是必须予以重视的。