模拟开关74hc4052的介绍和使用

Posted 2021-09-05 qlexcel

74hc4052概述

  74HC4052是一块带有公共使能输入控制位的2路四选一模拟开关电路。每一个多路选择开关都有四个独立的输入/输出（Y0到Y3）、一个公共的输入/输出端（Z）和选择输入端（A）。公共使能输入控制位包括两个选择输入端A0、A1和一个低有效的使能输入端E。

  每一路都包含了四个双向模拟开关，开关的一边连接到独立输入/输出（Y0到Y3），另一边连接到公共输入/输出端（Z）。

  当E为低电平时，四个开关中的其中一个被A0和A1选通（低阻导通态）。

  当E为高电平时，所有开关都处于高阻关断态，与A0和A1无关。

  VDD和VSS是连接到数字控制输入（A0、A1和E）的电源电压。

  （VDD－VSS）的范围是3～9V，模拟输入输出（Y0～Y3和Z）能够在最高VDD，最低VEE之间变化。（VDD-VEE）不会超过9V。

  对于用做数字多路选择开关，VEE和VSS是连在一起的（通常接地）。

  74HC4052主要应用于模拟多路选择开关、数字多路选择开关及信号选通。

74hc4052内部框图

电路图（一个开关）

逻辑图# 引脚

引脚	符号	功能	引脚	符号	功能
1	Y0B	B 路独立输入/输出	9	A1	选择输入
2	Y2B	B 路独立输入/输出	10	A0	选择输入
3	ZB	A、 B 路各自共用输入/输出	11	Y3A	A 路独立输入/输出
4	Y3B	B 路独立输入/输出	12	Y0A	A 路独立输入/输出
5	Y1B	B 路独立输入/输出	13	ZA	A、 B 路各自共用输入/输出
6	E	使能输入（低电平有效）	14	Y1A	A 路独立输入/输出
7	VEE	负电源电压	15	Y2A	A 路独立输入/输出
8	VSS	接地	16	VDD	正电源电压

真值表

电特性

导通特性

74hc4052应用电路（一）

  如图是采用模拟开关的多路复用器，该电路用于A/D转换器输入部分的多个传感器信号中的一种。电路中，摸拟开关选用74HC4052，根据控制A、B端输入逻辑电平信号0或5，从输入1～输入4中选择1种信号。运放A1构成的电压跟随器接收模拟开关选择的信号，从而消除模拟开关的通态电阻的影响。电压跟随器的输入阻抗非常高，可达到几十MΩ，因此，模拟开关的通态电阻（74HC4052的通态电阻为几十Ω）直接与此串联，信号振幅也不会降低。VD1～VD8为保护二极管，R1用于防止电压跟随器振荡，74HC4052与A1之间接线要尽量短。若输入为8路信号，可采用8通道模拟多路复用器74HC4051等，为了增加开关数量，将模拟开关级联即可。当A=0，B=0时，输出选择输入1；当A=1，B=0时，输出选择输入2；当A=0，B=1时，输出选择输入3；当A=1，B=1时，输出选择输入4。

74hc4052应用电路（二）

1、多路音频切换电路原理

  音频切换电路的作用是能够快速实现从多路音频源中选择一路或几路信号送到后级放大电路进行处理。图1是一种目前被广泛使用的多路音频选择器的电路原理图。该电路使用2片74HC4051构成，且采用正、负5 V供电。四路音频信号（PC_Audio、AV_Audio、YPbPr1_Audio、YPbPr2_Audio，每一路音频信号又包括左声道信号和右声道信号）分别通过电容器（C1到C4）耦合到74HC4051的输入端，并在输出端再通过电容耦合送往下一级处理。通过Audio_Sel 1和Audio_Sel 2来决定哪一路信号被选中送往下一级。

图1改进前的电路

  74HC4051是一种具有三位数字选择输入（A B C）的8路模拟选择、分配器，有1个低电平有效的使能端（E）、8个独立的输入/输出端（X0到X7）以及1个公共的输入/输出端（X）.74HC4051的功能表如表1所示。
  表1 74HC4051的功能表

  当使能端（E）为低电平L时，八个开关中的一个就依A、B、C被选中;而当使能端（E）为高电平H时，所有的开关都处于高阻关断状态。模拟输入/输出端（X0到X7，以及X）可以在VCC和VEE之间变化，并且VCC-VEE不可以超出10.0 V.

2、改进方案

  为了让音频信号（以正弦波为例）正常通过而负半周不被削掉，图1所示的电路采用了+5 V、-5 V供电。这显然增加了整个系统供电的复杂性，导致系统的成本也会相应增加。为此可以考虑在单一+5 V供电的情况下对上述电路加以改进和简化。改进后的电路如图2所示。

图2改进后的电路

  +5 V电源通过电阻R9和R10分压，在R10的两端得到一个+2.5 V的参考电压。从各个输入口进来的四路音频信号通过电容（C1到C8）耦合进来，并被叠加到由470 kΩ电阻（R1到R8）提供的参考电压上，作为74HC4052的输入。这样通过控制Audio_Sel 1和Audio_Sel 2就可以让被选择的某路信号送往输出端。输出端再通过电容耦合，隔离掉直流成分后送往下一级电路处理.74HC4052与74HC4051具有相类似的电气规格，不同的是74HC4052是双四选一的多路选择、分配器，它的逻辑图及功能表分别如图3、表2所示。

图3 74HC4052逻辑图

表2 74HC4052功能表

  该改进电路只需单一+5 V供电即可实现音频信号的切换，且R11和R12给输出端提供和输入端同样的参考电压，避免了因74HC4052的导通电阻（Ron）而引起的信号衰减及波形的失真。从输入端输入频率为1 kHz，幅度为500 mV的正弦波信号（图4中1通道所示），在输出端测得的波形如图4中2通道所示。从图4中可以看出，输出信号与输入信号很好地保持了一致。

图4输入信号与输出信号波形

参考：
http://www.elecfans.com/yuanqijian/yinjiaotu/20180404657322_a.html
无锡中微74HC4052的数据手册