关于如何让多路复用器变得简单

电子设计 2018-07-10 09:36 次阅读

多路复用器(或简称mux)设计成信号链很简单,对吗?毕竟,设备只需将多个信号放入数据转换器。

实际上,复用器可以各种方式显著影响信号链的性能。例如,导通电容可能导致通道之间的串扰。导通电阻的信号和温度相关变化可能导致信号失真。多路复用器的电容和电阻一起可限制信号带宽。当多路复用器切换通道并影响输出处的稳定时间时,电荷注入可能引起瞬态误差。

为了优化信号链性能,理解这些示例及多路复用器可影响信号的许多其他方式很重要,特别是因为多路复用器针对不同的性能特性及不同的应用而被优化。图1所示为包含复用器的示例电路,其输出连接到反相运算放大器(op amp)。

1:连接到反相放大器的复用器引起增益误差

 

该电路是信号链中许多常见的多路复用器配置之一,但正如我们将发现的,这种设计将导致显著的信号增益误差。假设运算放大器是理想选择(无偏移、偏置电流、输入/输出限制等),公式1将信号增益表示为:

由于MUX36S08不是理想的多路复用器,且具有内部电容及125Ω的导通电阻,公式2表示系统的有效增益:

若运算放大器的输出连接到设计为接收全增益的数据转换器,则公式2中计算的信号增益将导致重大问题,因为近40%的转换器范围将不能使用。该公式甚至不考虑由温度、信号电压或施加到电源的电压变化而产生的导通电阻变化。

图2所示为MUX36S08的导通电阻曲线之一。您可看到电阻基于温度及施加的信号(源极或漏极电压)而改变。改变信号电压产生的曲线被称为导通电阻平坦度,其可引入非线性和增益变化。使图1中的电路具有完整的±18V正弦信号并且温度从-40℃升至125℃,则多路复用器的导通电阻可在约75Ω到250Ω之间变化,导致-0.44到-0.73的有效增益范围。

2:导通电阻与源极或漏极电压

幸运的是,您可通过非常简单的设计预防措施有效地忽略多路复用器的导通电阻。图3所示为连接到配置为缓冲器的运算放大器的复用器的输出。运放的高输入阻抗消除了系统本会遇到的任何增益误差。

3:连接到缓冲器的复用器有效地消除了由复用器导通电阻引起的增益误差

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SN74CB3Q3306A-EP 双路 FET 总线开关、2.5V/3.3V、低压高带宽总线开关

PCA9546A 具有复位功能的 4 通道 I2C 和 SMBus 开关

PCA9546A是一个通过I 2 C总线控制的四路双向转换开关。 SCL /SDA上游对扇出四个下游对或通道。可以选择任何单独的SCn /SDn通道或通道组合,由可编程控制寄存器的内容决定。 低电平有效复位( RESET )输入允许PCA9546A从其中一个下游I 2 C总线卡在低状态的情况下恢复。拉 RESET 为低电平会重置I 2 C状态机并导致所有通道被取消选择,内部上电复位也是如此功能。 开关的传输门构造使得V CC 引脚可用于限制PCA9546A将通过的最大高电压。这允许在每对上使用不同的总线电压,因此1.8 V,2.5 V或3.3 V部件可以与5 V部件通信,而无需任何额外保护。外部上拉电阻将总线拉至每个通道所需的电压电平。所有I /O引脚均具有5.5V容差。 特性 1-of-4双向转换开关 I 2 C总线和SMBus兼容 低电平有效复位输入 三个地址引脚,I 2 C总线上最多允许8个PCA9546A器件 < li>通过I 2 C总线选择通道,任意组合 取消选择所有开关通道的电源 低R ON 开关 允许1.8 V,2.5 V,3.3 V和5 V总线之间的电压电平转换 无电源故障-li 支持热插拔 低待机电流 工作电源电压范围2.3 V 至5.5 V 5.5 V容差输...

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PCA9546A 具有复位功能的 4 通道 I2C 和 SMBus 开关

PCA9548A 具有复位功能的 8 通道 I2C 开关

PCA9548A有8个双向转换开关,可通过I 2 C总线控制。 SCL /SDA上游对扇出8个下游对或通道。可以选择任何单独的SCx /SDx通道或通道组合,由可编程控制寄存器的内容决定。 系统主机可以在发生超时或其他不正确的操作时通过置位复位PCA9548A RESET 输入中的低位。类似地,上电复位取消选择所有通道并初始化I 2 C /SMBus状态机。断言 RESET 会导致相同的复位/初始化,而不会关闭器件。 开关的传输门构造成使得V CC 引脚可用于限制PCA9548A传递的最大高压。这允许在每对上使用不同的总线电压,因此1.8 V或2.5 V或3.3 V部件可以与5 V部件通信,而无需任何额外保护。外部上拉电阻将总线拉至每个通道所需的电压电平。所有I /O引脚均具有5 V容差。 特性 1-of-8双向转换开关 I 2 C总线和SMBus兼容 低电平有效复位输入 在I 2 C总线上使用多达8个PCA9548A器件的三个硬件地址引脚 通过I 2 C总线选择通道 取消选择所有开关通道的上电 低R ON 开关 允许1.8 V,2.5 V,3.3 V和5 V总线之间的电压电平转换 通电时无毛刺 支持热插拔 低待机电流 工作电源电压范围2.3 V至5.5 V 5 V容差输...

发表于 11-02 18:00 2次 阅读
PCA9548A 具有复位功能的 8 通道 I2C 开关

PCA9545A 具有中断逻辑和复位功能的 4 通道 I2C 和 SMBus 多路复用器

PCA9545A是一个通过I 2 C总线控制的四路双向转换开关。 SCL /SDA上游对扇出四个下游对或通道。可以选择任何单独的SCn /SDn通道或通道组合,由可编程控制寄存器的内容决定。四个中断输入( INT3 - INT0 ),每个下游对一个,提供。一个中断( INT )输出用作四个中断输入的AND。 低电平有效复位( RESET )输入允许PCA9545A从其中一个下游I 2 C总线卡在低电平状态的情况下恢复。拉 RESET 为低电平会重置I 2 C状态机并导致所有通道被取消选择,内部上电复位也是如此功能。 开关的传输门构造使得VCC端子可用于限制最大高压,PCA9545A将通过该最大高压。这允许在每对上使用不同的总线电压,因此1.8V,2.5V或3.3V部件可以与5V部件通信,而无需任何额外保护。外部上拉电阻将总线拉至每个通道所需的电压电平。所有I /O端子均可承受5.5 V电压。 特性 1-of-4双向转换开关 I 2 C总线和SMBus兼容 四个低电平有效中断输入 低电平有效中断输出 低电平有效复位输入 两个地址端子,允许向上I 2 C总线上的四个器件 通过I 2 C总线选择通道,任意组合 电源 - 取消选择所有开关通道 低R...

发表于 11-02 17:58 0次 阅读
PCA9545A 具有中断逻辑和复位功能的 4 通道 I2C 和 SMBus 多路复用器

PCA9543A PCA9543A, PCA9543B, PCA9543C

PCA9543A是一个由I 2 C总线控制的双向双向转换开关。 SCL /SDA上游对扇出两个下游对或通道。可以选择单个SCn /SDn通道或两个通道,由可编程控制寄存器的内容决定。两个中断输入( INT1 - INT0 ),每个下游对一个输入,提供。一个中断输出( INT )充当两个中断输入的AND。 低电平有效复位( RESET )输入允许PCA9543A从其中一个下游I 2 C总线卡在低电平状态的情况下恢复。拉 RESET 为低电平会重置I 2 C状态机并导致两个通道被取消选择,内部上电也是如此复位功能。 开关的传输门构造使得VCC引脚可用于限制PCA9543A将通过的最大高电压。这允许在每对上使用不同的总线电压,因此1.8 V,2.5 V或3.3 V部件可以与5 V部件通信,而无需任何额外保护。外部上拉电阻将总线拉至每个通道所需的电压电平。所有I /O引脚均具有5.5V容差。 特性 1-of-2双向转换开关 I 2 C总线和SMBus兼容 两个低电平有效中断输入 低电平有效中断输出 低电平有效复位输入 两个地址引脚允许I 2 C总线上的四个PCA9543A器件 通过I 2 C总线选择通道,任意组合 电源 - 取消选择所有开关通道 低R O...

发表于 11-02 17:58 3次 阅读
PCA9543A PCA9543A, PCA9543B, PCA9543C

PCA9544A 具有中断逻辑的 4 通道 I2C 和 SMBus 多路复用器

PCA9544A是一个通过I 2 C总线控制的四路双向转换开关。 SCL /SDA上游对扇出四个下游对或通道。可以一次选择一个SCL /SDA对,这由可编程控制寄存器的内容决定。四个中断输入( INT3 - INT0 ),每个下游对一个,提供。一个中断输出( INT )充当四个中断输入的AND。 上电复位功能将寄存器置于其中默认状态并初始化I 2 C状态机,没有选择通道。 开关的传输门构造为V CC 引脚可用于限制PCA9544A将通过的最大高压。这允许在每对上使用不同的总线电压,因此1.8V,2.5V或3.3V部件可以与5V部件通信,而无需任何额外保护。外部上拉电阻将总线拉至每个通道所需的电压电平。所有I /O引脚均具有5 V容差。对于所有可用封装,请参见数据手册末尾的可订购附录。 特性 1-of-4双向转换开关 I 2 C总线和SMBus兼容 四个低电平有效中断输入 低电平有效中断输出 三个地址引脚,I 2上最多允许八个器件 C总线 通过I 2 C总线选择通道 取消选择所有开关通道的电源 低R ON 开关 允许1.8 V,2.5 V,3.3 V和5 V总线之间的电压电平转换 上电时无毛刺< /li> 支持热插拔 低待机电流 工作电源电压范围为2.3 ...

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PCA9544A 具有中断逻辑的 4 通道 I2C 和 SMBus 多路复用器

TCA9543A 具有中断逻辑和复位功能的双通道 I2C 总线开关

TCA9543A是一款由I 2 C总线控制的双路双向转换开关。串行时钟/串行数据( SCL /SDA)上行对扩展到2个下行对,或者通道。根据可编程控制寄存器的内容,可选择任一单独的SCn /SDn通道或者这两个通道。提供两个中断输入( INT1 - INT0 ),每个中断输入针对一个下行对。一个中断输出( INT )可作为两个中断输入的与(AND)操作。 一个低电平有效复位( RESET )输入使得TCA9543A能够在其中一个下行I 2 C总线长时间处于低电平的情况下恢复。将 RESET 下拉为低电平会使I 2 C状态机复位,并且使这两个通道取消选中,这一功能与内部加电复位功能的作用一样。 在开关上建有导通栅极,这样的话,VCC引脚可被用于限制将由TCA9543A传递的最大高压。这允许在每个对上使用不同的总线电压,以便1.8V,2.5V或3.3V部件可以在没有任何额外保护的情况下与5V部件通信。对于每个通道,外部上拉电阻器将总线电压上拉至所需的电压水平。所有我/O引脚可耐受5.5V电压。 特性 2选1双向转换开关 与I 2 C总线和系统管理总线(SMBus)兼容 两个低电平有效中断输入 低电平有效中断输出 低电平有效复位输入 ...

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TCA9543A 具有中断逻辑和复位功能的双通道 I2C 总线开关

模拟电子教程之运算放大器权威指南电子教材免费下载

 对模拟电子学感兴趣的每个人都应该在这本书中找到一些价值,并且已经努力使相关初学者能够理解这些材料,....

发表于 11-02 09:27 67次 阅读
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揭开运放选型的神秘面纱

目前市场运放种类繁多,面对不同的使用条件和环境,是否都能选择一样的运放呢?

的头像 张飞实战电子 发表于 11-01 17:44 410次 阅读
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Multisim的电源库如何使用详细资料总结

电源库电源库中共有62个电源器件。 1. 功率源接地元件电压均为0,为计算电子值提供了一个参考点。....

发表于 11-01 10:05 94次 阅读
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可同时用于电压/电流输出DAC的差分驱动器

采用差分信号走线时,两条信号线从信号源接到数据采集接口,这就可以解决单端连接所引起的上述问题。发送接....

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如何实现电导率测量数据采集系统的设计

图1显示的电路提供了完整可靠的数据采集解决方案,用于测量被测物的电导,包括温度校正。此电路非常适合测....

的头像 电子设计 发表于 10-30 08:42 407次 阅读
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如何利用差动放大器和运算放大器实现低成本精密电流源

刊登于 2009 年 9 月《模拟对话》杂志的“差动放大器构成精密电流源的核心”一文描述了如何利用单....

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如何运算放大器教程之运算放大器权威指南中文第3版免费下载

本书是全球领先的半导体企业TI公司的工程师多年经验结晶,从运算放大器的历史人手,重点介绍运算放大器近....

发表于 10-22 17:39 114次 阅读
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利用AD7510开关实现双侧向测井仪中信号调制放大器的设计

深侧向屏流源电路实质上是一个受控频率为32Hz的电流源。其控制信号是DU2,它来自于深侧向电压检测电....

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采用ADuC7061为核心进行PLC模拟前端的设计

系统的模拟输入可以兼容4~20 mA电流信号,或者是0~5 V、0~10 V、±5 V和±10 V的....

的头像 电子设计 发表于 10-19 10:29 252次 阅读
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如何使用Multisim8对运算放大器的线性应用进行仿真?有什么作用?

在模拟电路的教学中, 运算放大器的线性应用无疑是一个重点内容。如果在教学中应用Multisim8 仿....

发表于 10-19 10:06 65次 阅读
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TI推出业界首款36V轨至轨输入输出(RRIO)运算放大器

运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期....

发表于 10-15 17:38 220次 阅读
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可行有效的非隔离负电压DC/DC开关电源的设计

负电源的好坏很大程度上影响电子测量装置运行的性能,严重的话会使测量的数据大大偏离预期。目前,电子测量....

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如何正确使用运算放大器的禁用引脚?

有些运算放大器有禁用引脚,如果使用得当,可以节省高达 99%的功耗,同时不影响精度。禁用引脚主要用于....

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采用MAX30003 ECG模拟前端可穿戴ECG和心脏监测仪的特点介绍

观看MAX-ECG-Monitor视频短片,这是一款可穿戴ECG和心脏监测仪评估和开发平台,用于收集....

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MAX40018双运算放大器的特点及应用介绍

This video provides an introduction to the MAX4001....

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运算放大器设计需要的公式大全资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是运算放大器设计需要的公式大全资料免费下载。

发表于 10-09 08:00 175次 阅读
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运算放大器的基本电路详细资料大全

我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集,但是这些应用都建立在双电源的基础上,很多时候,电路的设....

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MAX40007运算放大器在压阻式力传感器中的应用

Srudeep和Tom利用MAX40007EVKIT演示MAX40007在压阻式力传感器中的应用,了....

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运算放大器的特点及关键技术指标介绍

了解模拟电路关键部分——运算放大器的基础知识。理解根据具体应用选择运算放大器时需要考虑的重要条件和关....

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复用器的基本分类及功能分析

复用器(Multiplexer)是一种综合系统,通常包含一定数目的数据输入,n个地址输入(以二进制形....

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几种奇怪的电路现象分析

众所周知,在设计中应尽量避免运放差分电路,因为它容易产生无法容忍的振荡增益峰值。另外,我们也知道应该....

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运放正相与反相放大性能的差异

运算放大器(简称“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功....

的头像 沈丹 发表于 09-26 08:48 1596次 阅读
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小信号放大电路的指标定义与选型分析

理想状态下,如果运算放大器的两个输入端电压完全相同,输出应为0 V。实际上,还必须在输入端施加小差分....

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实现高精度满量程充电/放电电流控制,适用于高效锂离子电池化成测试

随着电动汽车、个人电子产品和电网系统的日益普及,人们对锂离子(Li-ion)电池的需求正以指数级增长....

的头像 人间烟火123 发表于 09-19 15:56 1386次 阅读
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多通道低噪声CMOS运算放大器LTC6081

描述: LTC 6081/LTC6082 是具有轨至轨输入/输出摆幅的双通道/四通道低失调、低漂移、....

的头像 电子设计 发表于 09-18 09:39 303次 阅读
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电路学习教程之《电路(第5版)》的学习指导与习题分析资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是电路学习教程之《电路(第5版)》的学习指导与习题分析资料免费下载。

发表于 09-14 15:44 366次 阅读
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Diodes推出LM2902四通道和LM2904双通道运算放大器

Diodes公司 (Diodes Incorporated) 推出行业标准并具有更宽广温度额定值的....

发表于 09-12 17:48 223次 阅读
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如何精确测量运算放大器的性能?

运算放大器是差分输入、单端输出的极高增益放大器,常用于高精度模拟电路,因此必须精确测量其性能。

的头像 亚德诺半导体 发表于 09-12 15:02 1127次 阅读
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如何使用运算放大器芯片TLC2652设计小信号放大滤波电路的资料免费下载

在纺织纱线的张力测试中 ,为了对小张力进行有效的测试 ,利用电阻应变传感器作为信号转换器件 ,通过对....

发表于 09-10 08:00 120次 阅读
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运算放大器原理与构造!运放选型与运用

电压放大倍数达到104~105倍;输入电阻达到105Ω;输出电阻小于几百欧姆; 外电路中的电流远大于....

的头像 电子发烧友网 发表于 09-07 11:22 1122次 阅读
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AMLogic公司多路复用器和电视布线指南的详细资料免费下载

电源通道列表电源说明及Layout走线线宽建议 必须保持主芯片下方密集过孔区域电源层和地平面层连续....

发表于 09-06 08:00 96次 阅读
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凌力尔特推出4GHz FET输入运算放大器,主要面向大动态范围和TIA应用

凌力尔特公司 (Linear Technology Corporation) 推出 4GHz FE....

发表于 09-04 16:29 120次 阅读
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从虚断,虚短分析基本运放电路,经典运放电路的分析详细资料概述

运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花了乱,是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核....

发表于 09-04 08:00 216次 阅读
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ADI运算放大器ADA4177:性能最稳定,能满足系统设计人员的要求

Analog Devices, Inc. (ADI)最近推出业界首款性能最稳定的运算放大器ADA4....

发表于 09-03 14:22 143次 阅读
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凌力尔特的低功率运算放大器LT6023适合便携式高精确度仪器等应用

凌力尔特公司 (Linear Technology Corporation) 推出双路 3V 至 ....

发表于 08-31 17:42 792次 阅读
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运算放大器基础知识详解

运算放大器发明至今已有数十年的历史,从最早的真空管演变为如今的集成电路,它在不同的电子产品中一直发挥....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 08-31 15:05 1249次 阅读
运算放大器基础知识详解

浅析噪声与运算放大器电路

即使是考虑到运放所有的已知及未知阻抗负载,运算放大器的输出中始终含有无法基于输入信号和完全已知的闭环....