Электронные ключи и коммутаторы
Основная тенденция развития интегральных ключей — стирание грани между ключами тока и напряжения, что выражается в увеличении сопротивления разрыва и уменьшении сопротивления замыкания. Если приняты меры по ограничению тока во входных цепях этих ключей, т. е. исключается замыкание выходов низкоомных источников напряжения друг на друга через эти ключи. На рис. 4.24 4.26 приведены графические… Читать ещё >
Электронные ключи и коммутаторы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Электронные ключи предназначены для коммутации аналоговых сигналов в последовательности, определяемой управляющими цифровыми сигналами. Идеальный ключ коммутирует ток и напряжение. Из-за неидеальности ключей различают ключи напряжения (КН) и ключи тока.
Ключи напряжения следует применять для передачи сигнала от низкоомного источника напряжения (например, с выхода ОУ) на высокоомную нагрузку (например, на резистор на входе ОУ или на запоминающий конденсатор). Режим КЗ по выходу некорректен, режим холостого хода (XX) допустим. Включение КН непосредственно на вход ОУ некорректно (кроме ОУ в режиме повторителя). Объединение нескольких КН по выходу разрешается только в следующих случаях:
- 1) если ключи работают строго противофазно;
- 2) если приняты меры по ограничению тока во входных цепях этих ключей, т. е. исключается замыкание выходов низкоомных источников напряжения друг на друга через эти ключи.
Ключи тока следует применять для коммутации сигналов от высокоомных источников тока на низкоомную нагрузку. Объединение токовых ключей по выходу допустимо. Режим XX некорректен, режим КЗ, но выходу допустим. Допустимо включение непосредственно на вход ОУ.
Основные параметры ключа:
- 1) максимальный коммутируемый ток /ком открытого канала;
- 2) максимальное коммутируемое напряжение иКОм ;
- 3) сопротивление ключа В открытом СОСТОЯНИИ /?отк ;
- 4) время переключения ключа гвкл ;
- 5) уровни напряжений по управляющему входу (обычно ТТЛ, КМОП).
Схемы ключей реализуются на мало потребляющих МОП-транзисторах.
В одной микросхеме несколько ключей и схемы управления ими. Аналоговые коммутаторы наряду с ключами содержат схему управления и коммутируют сигналы с многих входов на меньшее число выходов. Схема управления наряду с адресным управлением может допускать последовательный опрос.
Основная тенденция развития интегральных ключей — стирание грани между ключами тока и напряжения, что выражается в увеличении сопротивления разрыва и уменьшении сопротивления замыкания.
На рис. 4.24 4.26 приведены графические обозначения основных отечественных ключей и коммутаторов, в табл. 4.3 — основные электрические параметры.
Рис. 4.24. Электронные ключи серии КР590 (КЫ7, КЫ9, КЫ10).
Рис. 4.25. Электронные ключи серии КР590 (Ю48, Ю412, КЖЗ).
Рис. 4.26. Электронные коммутаторы серии КР591.
Основные электрические параметры отечественных аналоговых ключей и коммутаторов
Таблица 4.3.
Обозначение. | Число каналов. | ит, в. | УкомЗ. | /?отк, Ом. | *ВКЛ" МКС. |
КР590КН1. | +5,-15. | ±5. | |||
КР590КН2. | 4x1. | + 12,-12. | ±10. | 0,5. | |
КР590КНЗ. | 4x2. | + 15,-15. | ±15. | 0,3. |
Окончание табл. 4.3.
Обозначение. | Число каналов. | ^нгь В. | С/комЗ. | /?отк< Ом. | 'вюь мкс. |
КР590КН4. | 2х (1+1). | + 15,-15. | ±15. | 0,15. | |
КР590КН5. | 4x1. | + 15,-15. | ±15. | 0,3. | |
КР590КН6. | +15,-15. | ±15. | 0.3. | ||
КР590КН7. | +15,-15. | ±15. | 0,12. | ||
КР590КН8А. | + 15,-15. | ±15. | 0,003. | ||
КР590КН9. | 2x1. | +15,-15. | ±15. | 0,5. | |
КР590КН10. | 4x1. | +12,-12. | ±1. | 0,1. | |
КР590КН11. | +12,-12. | ±12. | 0,3. | ||
КР590КН12. | + 15,-15. | ±15. | 0,3. | ||
КР590КН13. | 4x1. | + 15,-15. | ±15. | 0,5. | |
КР590КН14. | 4x4. | +15,-15. | ±15. | ||
КР590КТ1. | +9. | ±15. | 0,03. | ||
К176КТ1. | +9. | 0…+9. | 0,025. | ||
К561КТЗ. | +9. | 0…+9. | 0,01. | ||
К561КП1. | 2х (4×1). | +9. | 0…+9. | 0.03. | |
К561КП2. | 8x1. | +9. | 0…+9. | 0,03. | |
К591КН1. | + 16,-16. | +5. | 2,5. | ||
К591КН2. | 8x2. | +15,-15. | ±15. | 0.3. | |
К591КНЗ. | + 16,-16. | ±15. | 0,3. | ||
К543КН1. | +5,+12,-15. | ±12. | |||
К543КН2. | +5,+ 12,-15. | 1,2. | |||
К190КТ1. | ±10. | ||||
К190КТ2. | 2x2. | — 25. | ±10. | ; | |
К190КТЗ. | — 25. | ±10. | ; | ||
К1104КН1. | +5,+9. | ±5. | 0,2. |
Аналоговые ключи могут использоваться для реализации операции умножения аналогового сигнала на сигнал, принимающий значения — 1,0,+ 1. Умножение на ноль осуществляется точнее, чем на аналоговом умножителе (дрейф выходного сигнала мал). В этом состоит преимущество применения ключей в синхронных детекторах (СД). Такое применение предполагает коммутацию входного сигнала и его отключение в определенные моменты времени. Простое размыкание КМОП-ключа часто порождает импульсную помеху на выходе. Если использовать противофазный канал для замыкания на этот период выхода ключа на нулевой потенциал, то помеха уменьшается. Этот способ рекомендуется, когда требуется качественно отсечь выходной сигнал в реальном времени.
При использовании КМОП-ключей недостаточное напряжение питания (± 12 В вместо ±15 В) может приводить к некачественной коммутации. Следует строго выполнять паспортные требования к этим напряжениям.
Таблица 4.4.
Основные параметры микросхемы 1432КН1
Тип. | Полоса пропускания (ЗдБ), МГц. | Скорость нарастания, В/мкс. | Время выключения, НС. | Г армоннческие искажения, дБ. | Максимальный выходной ток, мА. | Напряжение питания, В. | Ток потребления, мА. |
КН1А. | — 72. | ±15. | |||||
КН1Б. | — 65. | ±5. |
Таблица 4.5.
Назначение выводов микросхем 1432КН1Л, Б
Номер вывода. | Назначение. | Номер вывода. | Назначение. |
+?/п. | —?/п. | ||
Общий. | Управление. | ||
; | ; | ||
Вход. | Выход. |
Из отечественных микросхем этого класса следует особо отмстить широкополосный быстродействующий аналоговый ключ 1432КН1. Это монолитный буферный усилитель со встроенной функцией ключа, обеспечивающий большую скорость нарастания, широкую полосу пропускания и малое время переключения при большом выходном токе с комплементарным выходом. Малое выходное сопротивление и большой выходной ток обеспечивают работу буферного усилителя на низкоомные нафузки, что позволяет использовать 1432КН1 в НЧи ВЧ-усилитслях и видеоусилителях при работе их на кабель или большие емкостные нагрузки в системах распределения видеосигнала. Основные параметры микросхемы приведены в табл. 4.4, назначение выводов — в табл. 4.5.