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模拟开关 郑青根 2007-5-25 关于课程 现代电子发展情况 数字和模拟 模拟开关是模拟和计算机（数字）的桥梁 现代电子发展情况 微型化，芯片的工艺水平不断提高（65nm） 计算机化，带操作系统、网络等等 集成化，大量外围电路集成 成本降低 电子设计计算机化，设计、仿真、制造都离不开计算机 数字和模拟 数字可以认为是三极管工作在开关状态 模拟是常态和基础 两者不可分割 模拟开关是模拟和计算机（数字）的桥梁 原理 应用领域 无处不在模拟开关可以在共享端口中实现： （1）高速数据流/视频、高保真音频信号开关（在300?MHz内，3dB带宽）； （2）在2.7?V时（音频开关能力），阻抗3?，为线形平阻抗。 模拟开关在手机中主要有三大应用方向，分别为： (1)?常用； ? (2)?声音； （3）为I/O共享端口（USB和DSP接口等）提供低阻抗高带宽。 模拟开关发展趋势 主要有以下几个方向： （1）输入电压要求越来越低； （2）功能越来越多； （3）导通阻抗越来越低； （4）高宽带。 课程要求 三人协助分工，成绩统一，组定就不更换 有哪些信誉好的足球投注网站资料（长期积累过程） 焊接、调试电路（注意电源） 报告书一份 上交时间和方式 电路要求 焊接、调试电路要求及材料 要求 三人共用一个电路 上电前要求严格检查电路是否有误 材料 提供一个模拟开关芯片（用完交回）及其底座 一个通用板 电阻、电容若干 导线若干 报告要求 找到对应芯片的英文资料并翻译 在protel原理图，版图 调试结果及其分析 附件（英文资料） 有哪些信誉好的足球投注网站资料方法，对应网站特点和网址总结 上交时间和方式 时间不超过下次上课后三天（避免考试） 实验报告（电子稿）直接上交或者电子邮件 芯片直接上交（协会、实验室） email：albert@zjnu.cn Mobile 多路开关的电路特性 在n个模拟开关的 并联组合中，当一个开 关导通时，其它n－1个 开关是断开的，未导通 开关的漏电流将通过导 通的开关流经信号源， 如图3.12所示。 这样，将在输出端 形成一个误差电压UOE。 多路开关的电路特性 输出端的误差电压： 式中 IS — 单个开关的漏电流。 举例： 如用两个AD7503构成16路输入通道。由表 3.5可知，AD7503每个通道断开时的漏电流 IS=2nA（25℃），其导通内阻RON=300Ω，设 RS=1000Ω，则由式(3-1) 可以算出漏电流引起 的输出误差电压为： 多路开关的电路特性 设该系统的满量程输入电压为100mV， 采用12 位A／D转换器，每个量化级是 24.4?V，则误差电压大于系统的量化单位。 如果通道数增加或信号源内阻很大时， 情况还要严重。 改进的方法： 采用分级结合电路。 多路开关的电路特性 将3n个通道分 成3 组，再用3个第 二级的开关接到输 出端。这样将使流 到输出端的漏电流 由(3n－1) 降到 (n－1)，差不多减 至 多路开关的电路特性 2. 动态响应 响应参数 开关切换时间（设定时间） 开关闭合后系统带宽 多路开关的电路特性 ⑴ 设定时间 tS 设 CI CT ，则化简图3.14，得 则 【例3.1】设RON=100Ω，COT=100pF，CL=20pF， RL=10MΩ ， CI=5pF，精度0.1%，求 设定时间。 多路开关的电路特性 解：当RS = 0 时 当 RS = 2000Ω 时 多路开关的电路特性 从以上计算可以看到： RS↓，开关切换↑。 因此，要想法降低 RS 和总输出电容 COT 。 ⑵ 等效电路的带宽 多路开关的电路特性 3. 源负载效应误差 源负载效应误差 —— 信号源电阻RS和开 关导通电阻RON与 多路开关所接器件 的等效电阻RL分压 而引起的误差。 计算源负载效应误差的等效电路如图3.15所示。 多路开关的电路特性 源负载效应误差= 多路开关的电路特性 由于负载效应是一种分压作用，使输 出到上的信号减小，因此 应合理设计 ①提高负载内阻，RL RS+RON ②根据负载效应误差，在下级 提高增益来补偿 【例3.2】 设某通道RS=300 Ω ，RON=200 Ω ， RL=5M Ω ，求误差。 多路开关的电路特性 解： 负载效应误差= 4.串扰 串扰 — 断开通道的信号电压耦合到接 收通道引起的干扰。 多路开关的电路特性 分析串扰的等效电路如图3.16所示。 多路开关的电路特性 可知 ①减小RS2与RON，有利于减