Аналоговые ключи.

Аналоговые ключи предназначены для коммутации аналоговых и цифровых сигналов, а также двуполярных аналоговых напряжений. Такие ключи выполняются по КМОП-технологии и обеспечивают двунаправленную передачу сигналов. Стандартная схема КМОП-ключа приведена на рис.183. Для аналоговых ключей вход (Input) и выход (Output) неразличимы, т.к. в рабочем состоянии входящие в схему полевые транзисторы VT3 и VT6 обеспечивают гальваническую связь между входом и выходом. В рабочее состояние аналоговый ключ переводится по сигналу ОЕ. Транзисторы VT1, VT2, VT4 и VT5 управляют состоянием рабочих транзисторов. В открытом состоянии сопротивление ключа составляет десятки - сотни Ом, в закрытом - сотни МОм.

Рис.183

Вместо потенциала земли на некоторые ключи можно подавать отрицательное напряжение V_EE, но при этом должно выполняться условие V_DD – V_EE £ 15В, где 15В - максимальное напряжение питания для стандартных КМОП ИМС.

На рис.184,а приведено УГО аналоговых ключей 176КТ1 и 561КТ3. Данные ИМС включают четыре независимых аналоговых ключа с однополярным питанием. При ОЕ = U¹ ключи переходят в рабочее состояние, при ОЕ = U⁰выводы DI и DO переводятся в Z - состояние.

39.

а) б)

Рис.184

На рис.184,б представлено УГО аналогового ключа с комбинированным управлением 74НС4316. Управление данного ключа выполняет функции мультиплексирования-демультиплексирования по входам, что отражено функциональным обозначением.

При ОЕ * ОЕ_i = 1 открыт i-тый ключ. Возможно включение всех ключей одновременно.

Основными параметрами ключей являются:

R_i - внутреннее сопротивление в открытом режиме;

t_P - время включения;

J_max - максимальный коммутируемый ток;

V_EE, V_DD - напряжения питания;

V_AN - напряжение коммутируемого аналогового сигнала; лежит в пределах V_EE £ V_AN £ V_DD.

Функционально аналоговые ключи обозначаются схемой указанной на рис.185,а. Используя такое обозначение, ниже приводятся ряд схем функционального применения аналоговых ключей. На рис. 185,б приведена схема управляемого сопротивления, которая включает три ключа и три резистора R₀, R₁ и R₂ . Сопротивление цепи АВ зависит от управляющих сигналов ОЕ₀, ОЕ₁ и ОЕ₂, которые управляя соответствующими ключами обеспечивают необходимое соединение резисторов.

а) б)

Рис.185

Для коммутации конденсаторов ключи включаются параллельно между точками А и В, а конденсаторы - последовательно ключам.