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幾種特殊的模擬開關解析

作者: 時間:2012-08-20 來源:網絡 收藏

幾種特殊的

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/185900.htm

1、高頻T型開關

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T 型開關適用于視頻及其它頻率高于10MHz的應用,如圖4 所示,它由兩個(S1、S3)串聯組成,另一開關S2 接在地和S1、S3的交點之間,這種結構的開關其關斷隔離高于單個開關,由于寄生電容與每個串聯開關并聯,斷開狀態(tài)的T 型開關其容性串擾隨頻率的提高而增大。因此,影響開關高頻特性的關鍵在于開關的斷開狀態(tài)而不是接通狀態(tài)。

當T 型開關導通時,S1 和S3 閉合,S2 斷開;當開關斷開時,S1、S2 斷開,S3 閉合,此時,那些要通過串聯MOSFET 的寄生電容耦合到輸出端的輸入信號被S3 旁路,斷開狀態(tài)下的10MHz 視頻T 型開關(MAX4545)的關斷隔離達-80dB,而標準(MAX312)的關斷隔

離度只有-36dB。

2、微型封裝

CMOS開關的優(yōu)點還包括小的封裝尺寸,如6腳SOT23開關不含任何機械部件(與舌簧繼電器不同),Maxim 提供的小型視頻開關(MAX4529)及標準的低電壓SPDT 開關(MAX4544)均采用6 腳SOT23 封裝,供電范圍為2.7V 至12V。另外,Maxim 具有多種如同CD4066 的通

用模擬開關,例如新發(fā)布的MAX4610-MAX4612 低成本四模擬開關,其中,MAX4610 引腳兼容于工業(yè)標準的4066,而且能夠工作在更低的電源電壓(低至2V),具有較高的精度,通道間最大失配電阻為4Ω;平坦度在8Ω以內。這些型號有三種不同的開關設置,低導通電阻(5V時小于100Ω)適用于低電壓應用,采用緊湊的14 腳TSSOP 封裝(6.5 x 5.1 x 1.1 mm3)解決了線路板尺寸緊張問題。

3、ESD保護開關

基于Maxim 成功的ESD 保護接口產品,±15kV ESD 保護電路被引入到某些模擬開關中,新推出的可承受±15kV 靜電沖擊的模擬開關完全符合IEC1000-4-2 Level 4 標準,所有模擬輸入通路均經過人體模型ESD 檢測和IEC1000-4-2 規(guī)定的空氣間隙放電模式檢驗。

MAX4551-4553 引腳與多種標準開關(如DG201/211 和MAX391 等)兼容,針對多路復用器系列產品,如74HC4051 和MAX4581,Maxim 還研制生產了帶有ESD 保護的多路復用器。在新的設計中,無需再采用昂貴的TranszorbsTM器件對模擬輸入進行保護。

4、故障保護型開關

模擬開關的電源電壓限制了輸入信號的范圍,一般情況下,這種限制對模擬開關的使用沒有影響,但在某些應用中,系統斷電時模擬開關的輸入端仍有信號存在,此時,由于輸入信號超出了電源電壓的范圍,將造成開關的永久性損壞。

Maxim 帶有故障保護的新型模擬開關和多路復用器能夠提供±25V 的過壓保護,掉電時保護電壓達±40V,同時可處理滿電源擺幅信號,并具有較低的導通電阻。故障狀態(tài)下,輸入端被置成高阻態(tài),與開關狀態(tài)和負載電阻無關,只有nA級的泄漏電流流過信號源。

5、加載-感應開關

在過去幾年中,Maxim 推出了一系列新型模擬開關,其中MAX4554-MAX4556 加載-感應型開關,適用于自動檢測設備(ATE)中的Kelvin 檢測。每中型號包含有用于加載電流的低電阻、大電流開關和用于檢測電壓或切換保護線的高阻開關。±15V 供電時,電流開關導通

電阻僅6Ω,感應開關導通電阻為60Ω,MAX4556內置三路SPDT開關。

加載感應開關主要用于高精度系統和遠距離測量系統(圖5),在4線測量中,2線為負載加載電壓或電流,其余2 線直接與負載感應線連接。2 線系統中,負載電壓感應線與加載線連接到負載的兩端。由于加載電壓或電流會沿線產生壓降,所以負載電壓比信號源電壓略低,負載與信號源間的距離以及負載電流、導通電阻等都將造成負載電壓的衰減。采用4線方式可減小信號衰落,4 線方式中的2 條附加電壓感應線上流過的電流可忽略。新型加載感應開關簡化了許多應用,例如nV級電壓表、飛歐級電阻計等。

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6、校準型多路復用器

校準型多路復用器(Cal-muxes)主要用于高精度A/D 轉換器和自監(jiān)控系統,芯片內的組合結構主要包括:從輸入基準電壓產生精密電壓比的模擬開關,高精度電阻分壓器,用于選擇不同輸入的多路復用器。該類器件中,MAX4539 和MAX4540 可用于修正A/D 轉換中的兩

個主要誤差:失調誤差與增益誤差。利用內部精密的分壓器,在微處理器的串行接口控制下測量增益和失調電壓,參考比為15/4096 和4081/4096,精確到15 位,對于基準為4.096V的A/D轉換器,15/4096倍的基準電壓為15mV,二進制數字輸出為000000001111,為測量失

調誤差,控制器記錄二進制數000000001111 與ADC 實際輸出之差,用該誤差值對失調電壓加以修正。為測量增益誤差,校準多路復用器用4081/4096 代替(VREFHI - VREFLO),微控制器記錄二進制數111111110000 與ADC 實際輸出之差,已知ADC 的失調誤差和增益誤差后,系統軟件可建立修正系數,調節(jié)后續(xù)輸出到修正值。

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關鍵詞: 模擬開關

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