2021-12-03集成多路模擬開關(guan) （以下簡稱多路開關(guan) ）是自動數據采集、程控增益放大等重要技術領域的常用器件，其實際使用性能的優(you) 劣對係統的嚴(yan) 謹和可靠性重要影響。關(guan) 於(yu) 多路開關(guan) 的應用技術，些文獻上介紹有兩(liang) 點不足：一是對器件自身介紹較多，而對器件與(yu) 相關(guan) 電路的合理搭配與(yu) 協調介紹較少；二是原則性的東(dong) 西介紹較多，而操作性的東(dong) 西介紹較少。研究表明：隻有正確選擇多路開關(guan) 的種類，注意多路開關(guan) 與(yu) 相關(guan) 電路的合理搭配與(yu) 協調，保證各電路單元有合適的工作狀態，才能充分發揮多路開關(guan) 的性能，甚至彌補某性能指標的欠缺，收到預期的效果。本文從(cong) 應用的角度出發，研究多路開關(guan) 的應用技巧。目前市場上的多路開關(guan) 以CMOS電路為(wei) 主，故以下的討論除特別說明外，均針對這類產(chan) 品。
1 “先斷後通”與(yu) “先通後斷”的選擇
目前市場上的多路開關(guan) 的通斷切換方式大多為(wei) “先斷後通”（Break-Before-Make）。在自動數據采集中，應選用“先斷後通”的多路開關(guan) 。否則，就會(hui) 發生兩(liang) 個(ge) 通道短接的現象，嚴(yan) 重時會(hui) 損壞
信號源或多路開關(guan) 自身。然而，在程控增益放大器中，若用多路開關(guan) 來改變集成運算放大器的反饋電阻，以改變放大器的增益，就不宜選用“先斷後通”的多路開關(guan) 。否則，放大器就會(hui) 出現開環狀態。放大器的開環增益極高，易破壞電路的正常工作，甚至損壞元器件，一般應予避免。
2 選擇合適的傳(chuan) 輸信號輸入方式
傳(chuan) 輸信號一般有單端輸入和差動輸入兩(liang) 種方式，分別適用於(yu) 不同的場合。單端輸入方式如圖1所示，即把所有信號源一端接同一信號地，信號地與(yu) ADC等的模擬地相接，各信號源的另一端分別接多路開關(guan) 。圖中Vs為(wei) 傳(chuan) 輸信號，Vc為(wei) 係統中的共模幹擾信號。圖1（a）接法的優(you) 點是無需減少一半通道數，也可保證係統的共模抑製能力；缺點是僅(jin) 適用於(yu) 所有傳(chuan) 輸信號均參考一個(ge) 公共電位，且各信號源均置於(yu) 同樣的噪聲環境下，否則會(hui) 引入附加的差模幹擾。圖1（b）接法適用於(yu) 所有傳(chuan) 輸信號相對於(yu) 係統模擬公共地的測量，且信號電平明顯大於(yu) 係統中的共模幹擾。其優(you) 點是可得到最多的通道數，缺點是係統基本失去了共模抑製能力。差動輸入方式如圖2所示，即把所有信號源的兩(liang) 端分別接至多路開關(guan) 的輸入端。其優(you) 點是抗共模幹擾的能力強，缺點是實際通道數隻有單端輸入方式的一半。當傳(chuan) 輸信號的信噪比較低時，必須使用差動輸入方式。
3 減小導通電阻的影響
多路開關(guan) 的導通電阻RON（一般為(wei) 數10Ω至1kΩ左右）比機械開關(guan) 的接觸電阻（一般為(wei) mΩ量級）大得多，對自動數據采集的信號傳(chuan) 輸精度或程控製增益放大的增益影響較明顯，而且RON通道隨電源電壓高低、傳(chuan) 輸信號的幅度等的變化而變化，因而其影響難以進行後期修正。實踐中一般是設法減小RON來降低其影響。以CD4051為(wei) 例，測試發現[1]：CD4051的RON隨電源電壓和輸入模擬電壓的變化而變化。當VDD=5V、VEE=0V時，RON=280Ω，且隨V1的變化突變；當VDD>10V、VEE=0V時，RON=100Ω，且隨V1的變化緩變。可見，適當提高CD4051的VDD有利於(yu) 減小RON的影響。必須注意：提高VDD的同時，應相應提高選通控製端A、B、C的輸入邏輯電平。例如：取VDD=12V(VEE=0V)，可采用電源電壓上拉箝位的方法，上拉電阻的阻值取1.5kΩ以上，使選通控製端信號的有效高電平不低於(yu) 6V。這樣，既保證CD4051理想導通（RON小，又實現了CMOS電平與(yu) TTL電平的轉換（μP一般為(wei) TTL電平）。
