比較器與混合訊號元件

類比開關(analog switch)

類比開關是電子版的繼電器或電燈開關,但沒有任何活動零件——一道你用數位控制線開關的閘門,在中間讓類比訊號通過或擋住。閉合時它像一小段導線;開路時像一條斷掉的連接。關鍵是它能在兩個方向都忠實傳遞訊號,所以一側平滑的類比電壓會出現在另一側,由一個簡單的 1 或 0 控制。

內部,它由 MOSFET 構成——通常是一顆 N 通道與一顆 P 通道並聯,稱為傳輸閘(transmission gate),如此才能乾淨地傳遞整個電壓範圍。控制線上的邏輯高把電晶體導通,在兩個類比端點之間呈現一個小小的導通電阻(典型為數歐姆到兩三百歐姆)。邏輯低把它們關掉,留下擋住訊號的極高電阻。因為導通時它只是一個電阻,它不放大也不緩衝——驅動輸入的東西必須供應電流,而導通電阻會與負載形成分壓。例如:一顆 100 歐姆的開關餵給 10 kΩ 負載,約損失 1% 的訊號;餵給 100 歐姆負載則會損失一半。

類比開關(4066、DG 系列、ADG 系列)用來路由音訊、選擇單一放大器要讀哪個感測器、建立取樣保持電路、以及在軟體控制下導引訊號。誠實的注意事項是真實存在的:導通電阻並非完美恆定——它隨訊號電壓改變,加入一點失真;開關只能傳遞停留在其電源軌之內的訊號;而且快速的控制邊緣會把一小撮電荷漏進訊號(電荷注入),這在精密的取樣保持中很要緊。對純粹的開/關邏輯訊號,你會用邏輯閘;但要把一個類比波形完整地路由,類比開關才是工具。

一顆四通道類比開關讓一顆運放輪流讀四個感測器:微控制器一次閉合一個開關,把每個感測器的電壓路由到共用的放大器。以 50 Ω 導通電阻進入 100 kΩ 的放大器輸入,訊號損失僅微不足道的 0.05%。

一道固態閘門,在數位控制下雙向傳遞類比訊號。

類比開關是一個電阻,不是緩衝器。它的導通電阻會與負載形成分壓、並隨訊號電壓變化,所以透過它驅動低阻抗負載會損失訊號並增加失真。

又称
CMOS switchtransmission gatebilateral switch傳輸閘