Многоканальные коммутаторы или мультиплексоры

Многоканальные коммутаторы или мультиплексоры представляют собой интегральные микросхемы, имеющие много входов для аналоговых сигналов и один выход, на который можно подать последовательно во времени любой из входных сигналов. Мультиплексоры состоят из набора ключей, устройства управления этими ключами и выходного согласующего каскада. Мультиплексоры выпускаются в виде самостоятельных микросхем или входят в состав более крупных микросхем, называемых системами сбора данных. Практически все современные системы сбора данных ориентированы на совместную работу с микропроцессорами и содержат элементы интерфейса: устройства выборки и хранения сигналов, дешифратор адреса, регистры и т.д. Если имеются группы различных датчиков сигналов, то в состав таких микросхем могут входить несколько мультиплексоров, объединенных в группы. Такие микросхемы предназначены для работы с источниками потенциальных сигналов, например, температурными датчиками, датчиками промышленных установок различных аналитических приборов.

Рис.11.3 Схема многоканального коммутатора(а) и ее условное обозначение(б)

На рис.11.3 каждый из ключей от S0 до S3 представляет собой аналоговый КМОП-ключ. Дешифратор декодирует адрес, представленный в двоичном коде и включает только адресованный ключ, блокируя остальные. Вход разрешения Е необходим для наращивания числа коммутируемых источников сигналов; если на этот вход поступает сигнал низкого уровня, то, независимо от состояния адресных входов, все ключи мультиплексора разомкнуты.

Так как аналоговые ключи являются двунаправленными устройствами, аналоговый мультиплексор является одновременно и "демультиплексором", т.е. сигнал может быть подан на вход мультиплексора и снят с избранного выхода.

Аналоговые ключи имеют очень обширную область применения:

- организация многоканального аналогово-цифрового преобразования;

- расширение линий ввода микропроцессорных систем;

- аналоговые схемы с переменной структурой и цифровым управлением, например, регулируемые фильтры, программируемые усилители и т.п.;

- коммутация аналоговых сигналов в аудиотехнике;

- схемы сканирования кнопок, переключателей и т.п. с малым числом линий управления и сканирования;

- большинство ключей выполняют функции как мультиплексора, так и демультиплексора за счет двунаправленности открытого канала, поэтому, для увеличения однотипности элементов. Например, в схеме сканирования клавиатуры и управления индикацией, аналоговый ключ можно использовать в качестве дешифратора, если подать на общий вывод коммутации фиксированный логический уровень.

Основными характеристиками, на основании которых выбирают коммутаторы, являются сопротивление открытого канала, время задержки включения и выключения, а также коммутируемое напряжение. При выборе коммутаторов для работы в составе информационно-измерительной системы с микро-ЭВМ учитывают возможность управления цифровым кодом и количество каналов.

Дата добавления: 2015-07-13