1款模擬開(kāi)關(guān)應(yīng)用電路的糾錯(cuò)與改正！

在這篇文章中，小編將對(duì)一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)應(yīng)用電路進(jìn)行糾錯(cuò)，并對(duì)錯(cuò)誤的模擬開(kāi)關(guān)應(yīng)用電路進(jìn)行改正。通過(guò)這篇文章，小編希望大家可以對(duì)模擬開(kāi)關(guān)應(yīng)用電路有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、模擬開(kāi)關(guān)引言

模擬開(kāi)關(guān)主要是完成信號(hào)鏈路中的信號(hào)切換功能。采用MOS管的開(kāi)關(guān)方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)鏈路關(guān)斷或者打開(kāi)；由于其功能類似于開(kāi)關(guān)，而用模擬器件的特性實(shí)現(xiàn)，稱為模擬開(kāi)關(guān)。

模擬開(kāi)關(guān)在電子設(shè)備中主要起接通信號(hào)或斷開(kāi)信號(hào)的作用。由于模擬開(kāi)關(guān)具有功耗低、速度快、無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)、體積小和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，因而，在自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。

由于采用了MOS管的開(kāi)斷性能，模擬開(kāi)關(guān)回路可以實(shí)現(xiàn)較高的關(guān)斷阻抗，一般是兆歐姆以上的關(guān)斷阻抗；和很低的導(dǎo)通阻抗，一般為幾個(gè)歐姆級(jí)別，因此可以很好的實(shí)現(xiàn)信號(hào)鏈路切換和斷開(kāi)隔離的作用。根據(jù)應(yīng)用需求不同；模擬開(kāi)關(guān)可以分為音頻模擬開(kāi)關(guān)、視頻模擬開(kāi)關(guān)、數(shù)字開(kāi)關(guān)、通用模擬開(kāi)關(guān)等。

二、模擬開(kāi)關(guān)應(yīng)用電路糾錯(cuò) & 改正

下圖是一音響設(shè)備前端放大及信號(hào)選通部分電路，其中使用了四通道運(yùn)算放大器和雙通道模擬開(kāi)關(guān)：

該電路在模擬開(kāi)關(guān)應(yīng)用上存在下面兩處錯(cuò)誤：

1. 模擬開(kāi)關(guān)的輸入信號(hào)缺少一個(gè)直流偏置

模擬開(kāi)關(guān)部分電路可以等效成下圖，CMOS工藝的模擬開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)最小只能到-0.3V，如果再低于這個(gè)值，芯片將不能正常工作，甚至?xí)p壞。上圖中模擬開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)沒(méi)有直流偏置，所以輸入信號(hào)有一部分處于負(fù)值區(qū)，模擬開(kāi)關(guān)自然無(wú)法正常工作。

解決辦法：將電容C2、C3均去掉，模擬開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)便有了1/2VDC的直流偏置信號(hào)，此時(shí)模擬開(kāi)關(guān)便可以軌到軌工作。

2. 在D1和D2端缺少耦合電阻

當(dāng)模擬開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)的情況下，其輸入與輸出端等效串聯(lián)了一個(gè)電容C，如果再假設(shè)在模擬開(kāi)關(guān)輸出端到地之間有一個(gè)等效電阻R，則模擬開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)時(shí)的等效電路如下圖所示。

此時(shí)的模擬開(kāi)關(guān)其實(shí)等效為一個(gè)RC濾波電路，由此不難得出以下公式：

其中，Uout為模擬開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)，Uin為模擬開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)，R為模擬開(kāi)關(guān)輸出端電阻負(fù)載，C為模擬開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)等效電容，f為輸入信號(hào)頻率。

由于模擬開(kāi)關(guān)等效電容C會(huì)設(shè)計(jì)成很小，所以當(dāng)輸入信號(hào)f處于音頻區(qū)時(shí)，增益A由R和f同時(shí)決定。當(dāng)R取值較小時(shí)，f起主導(dǎo)作用，此時(shí)A<<1，信號(hào)被有效隔離。當(dāng)R取值較大時(shí)，此時(shí)R起主導(dǎo)作用，此時(shí)A—>1，信號(hào)幾乎被完全泄漏過(guò)來(lái)。所以當(dāng)輸出端懸空時(shí)，其輸出端與地之間電阻R—>+∞，此時(shí)模擬開(kāi)關(guān)完全導(dǎo)通。

修正以上兩個(gè)錯(cuò)誤后，該音頻應(yīng)用電路便可以正常工作了。由以上實(shí)例可以看出，充分理解模擬開(kāi)關(guān)的基本概念是正確應(yīng)用模擬開(kāi)關(guān)的基礎(chǔ)。

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