模擬開關(guān)（Analogswitches）是利用模擬器件（JFET或MOS）的特性實現(xiàn)控制信號通路的開關(guān)，主要用來完成信號鏈路連接或斷開的切換功能。由于它具有功耗低、速度快、無機械觸點、體積小和使用壽命長等特點，因而，在自動控制系統(tǒng)和計算機中得到了廣泛應(yīng)用。

用模擬開關(guān)芯片直接驅(qū)動繼電器電路

用模擬開關(guān)芯片（ADG442BRZ）直接驅(qū)動繼電器電路 　在電子愛好者認(rèn)識電路知識的的習(xí)慣中，總認(rèn)為CMOS集成塊本身不能直接帶動繼電器工作，但實際上，部分CMOS集成塊不僅能直接帶動繼電器工作，而且工作還非常穩(wěn)定可靠。實驗中所用繼電器的型號為JRC5M－DC12V微型密封的繼電器（其線圈電阻為750Ω）?，F(xiàn)將CD4066 CMOS集成塊帶動繼電器的工作原理分析如下：

CD4066是一個四雙向模擬開關(guān)，集成塊SCR1～SCR4為控制端，用于控制四雙向模擬開關(guān)的通斷。當(dāng)SCR1接高電平時，集成塊①、②腳導(dǎo)通，＋12V→K1→集成塊①、②腳→電源負(fù)極使K1吸合；反之當(dāng)SCR1輸入低電平時，集成塊①、②腳開路，K1失電釋放，SCR2～SCR4輸入高電平或低電平時狀態(tài)與SCR1相同。 　　本電路中，繼電器線圈的兩端均反相并聯(lián)了一只二極管，它是用來保護集成電路本身的，千萬不可省去，否則在繼電器由吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)為釋放時，由于電感的作用線圈上將產(chǎn)生較高的反電動勢，極容易導(dǎo)致集成塊擊穿。并聯(lián)了二極管后，在繼電器由吸合變?yōu)獒尫诺乃查g，線圈將通過二極管形成短時間的續(xù)流回路，使線圈中的電流不致突變，從而避免了線圈中反電動勢的產(chǎn)生，確保了集成塊的安全。

常用CMOS模擬開關(guān)功能及引腳介紹

1.四雙向模擬開關(guān)CD4066

CD4066的引腳功能如圖1所示。每個封裝內(nèi)部有4個獨立的模擬開關(guān)，每個模擬開關(guān)有輸入、輸出、控制三個端子，其中輸入端和輸出端可互換。當(dāng)控制端加高電平時，開關(guān)導(dǎo)通；當(dāng)控制端加低電平時開關(guān)截止。模擬開關(guān)導(dǎo)通時，導(dǎo)通電阻為幾十歐姆；模擬開關(guān)截止時，呈現(xiàn)很高的阻抗，可以看成為開路。模擬開關(guān)可傳輸數(shù)字信號和模擬信號，可傳輸?shù)哪M信號的上限頻率為40MHz。各開關(guān)間的串?dāng)_很小，典型值為－50dB。

2.單八路模擬開關(guān)CD4051

CD4051引腳功能見圖2。CD4051相當(dāng)于一個單刀八擲開關(guān)，開關(guān)接通哪一通道，由輸入的3位地址碼ABC來決定。其真值表見表1。“INH”是禁止端，當(dāng)“INH”=1時，各通道均不接通。此外，CD4051還設(shè)有另外一個電源端VEE，以作為電平位移時使用，從而使得通常在單組電源供電條件下工作的CMOS電路所提供的數(shù)字信號能直接控制這種多路開關(guān)，并使這種多路開關(guān)可傳輸峰－峰值達(dá)15V的交流信號。例如，若模擬開關(guān)的供電電源VDD=＋5V，VSS=0V，當(dāng)VEE=－5V時，只要對此模擬開關(guān)施加0～5V的數(shù)字控制信號，就可控制幅度范圍為－5V～＋5V的模擬信號。

3.雙四路模擬開關(guān)CD4052

CD4052的引腳功能見圖3。CD4052相當(dāng)于一個雙刀四擲開關(guān)，具體接通哪一通道，由輸入地址碼AB來決定。其真值表見表2。

4.三組二路模擬開關(guān)CD4053

CD4053的引腳功能見圖4。CD4053內(nèi)部含有3組單刀雙擲開關(guān)，3組開關(guān)具體接通哪一通道，由輸入地址碼ABC來決定。其真值表見表3。

5.十六路模擬開關(guān)CD4067

CD4067的引腳功能見圖5。CD4067相當(dāng)于一個單刀十六擲開關(guān)，具體接通哪一通道，由輸入地址碼ABCD來決定。其真值表見表4。

二、典型應(yīng)用舉例

1.單按鈕音量控制器

單按鈕音量控制器電路見圖6。VMOS管VT1作為一個可變電阻并接在音響裝置的音量電位器輸出端與地之間。VT1的D極和S極之間的電阻隨VGS成反比變化，因此控制VGS就可實現(xiàn)對音量大小的控制。VT1的G極接有3個模擬開關(guān)S1～S3和一個100μF的電容，其中100μF電容起電壓保持作用。由于VMOS管的G極和S極之間的電阻極高，故100μF電容上的電壓可長時間基本保持不變。模擬開關(guān)S1為電容提供充電回路，當(dāng)S1導(dǎo)通時，電源通過S1給電容充電，電容上電壓不斷增高，使VT1導(dǎo)通電阻越來越小，使音量也越來越小。模擬開關(guān)S2為電容提供放電回路，當(dāng)S2導(dǎo)通時，電容通過S2放電，電容上電壓不斷下降，使音量越來越大。模擬開關(guān)S3起開機音量復(fù)位作用，開機時，電源在S3控制端產(chǎn)生一短暫的正脈沖，使S3導(dǎo)通，由于與S3連接的電阻較小，故使電容很快充到一定的電壓，使起始音量處于較小的狀態(tài)。F1～F6及其外圍元件組成長短脈沖識別電路。靜態(tài)時，F(xiàn)1、F2輸入為高電平，當(dāng)較長時間按壓按鈕開關(guān)AN時，F(xiàn)4輸出變高，經(jīng)100k電阻給3.3μF電容充電，當(dāng)充電電壓超過CMOS門轉(zhuǎn)換電壓時，F(xiàn)5輸出由高變低，F(xiàn)6輸出由低變高，模擬開關(guān)S2導(dǎo)通，100μF電容放電，音量變大。與此同時，F(xiàn)1輸出也變高，也給電容充電，但F1輸出的一次正跳變不足以使電容上電壓超過轉(zhuǎn)換電壓，故F2輸出仍為高電平，F(xiàn)3輸出低電平，模擬開關(guān)S1保持截止。當(dāng)連續(xù)按動按鈕開關(guān)AN時，F(xiàn)4輸出也不斷變化，輸出為高時，給電容充電，而輸出變低時，電容又很快通過二極管VD3放電，故電容上電壓總是達(dá)不到轉(zhuǎn)換電壓，因此F6輸出一直為低。而此時F1輸出連續(xù)高低變化，經(jīng)二極管整流不斷給電容充電，使3.3μF電容上電壓迅速達(dá)到轉(zhuǎn)換電壓，F(xiàn)2輸出變低，F(xiàn)3輸出變高，模擬開關(guān)S1導(dǎo)通，給電容充電，音量變小。由此，利用一只按鈕開關(guān)，實現(xiàn)了對音量的大小控制。

2.四路視頻信號切換器

四路視頻信號切換器電路見圖7?！芭c非”門YF3、YF4組成脈沖振蕩器，振蕩頻率由100k電位器調(diào)節(jié)。若嫌調(diào)節(jié)范圍不夠，可適當(dāng)更換0.47μF電容和100k電阻。脈沖振蕩器受YF1、YF2組成的雙穩(wěn)態(tài)電路的控制，按S1時，YF1輸出低電平，脈沖振蕩器停振；按S2時，YF1輸出高電平，脈沖振蕩器開始振蕩。脈沖振蕩器的輸出作為CD4017十進制計數(shù)器的時鐘，使Y0～Y3依次出現(xiàn)高電平，相應(yīng)的四個模擬開關(guān)依次導(dǎo)通，由Vi1～Vi4輸入的視頻信號被依次切換至輸出端，完成了四路視頻信號的切換。顯然，增加一片CD4066可做成八路視頻信號切換器，相應(yīng)地，由Y0～Y7進行模擬開關(guān)控制，Y8連至Cr。依此類推，可做成更多路數(shù)的視頻信號切換器。而且，輸入、輸出也可以是其它形式的信號。如要求視頻、音頻信號同傳，則并接上相應(yīng)數(shù)量的模擬開關(guān)即可。

3.數(shù)控電阻網(wǎng)絡(luò)

圖8示出數(shù)字控制電阻網(wǎng)絡(luò)電阻值大小的電路。在圖8中，CD4066的四個獨立開關(guān)分別并接在四個串接電阻上，電阻的值是按二進制位權(quán)關(guān)系選擇的。當(dāng)某個開關(guān)接通時，并接在該開關(guān)上的電阻被短路，此處假設(shè)該電阻阻值RRON（RON為模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻）；當(dāng)某個開關(guān)斷開時，電阻兩端阻值仍保持原阻值不變，此處假設(shè)該電阻阻值RROFF（ROFF為模擬開關(guān)斷開時的電阻）。四個開關(guān)的控制端由四位二進制數(shù)A、B、C、D控制，因此，在A、B、C、D端輸入不同的四位二進制數(shù)，可控制電阻網(wǎng)絡(luò)的電阻變化，并從其上獲得2～16種不同的電阻值。按圖8所給的電阻值，該電阻網(wǎng)絡(luò)所對應(yīng)的16種阻值列于表5中。

4.音量調(diào)節(jié)電路

音量調(diào)節(jié)電路見圖9。音頻信號由Vi端輸入，經(jīng)分壓電阻R11和隔直電容加到由R1～R10構(gòu)成的加／減電阻網(wǎng)絡(luò)。CD40192為十進制加／減計數(shù)器，“與非”門YF3、YF4構(gòu)成低頻振蕩器，“與非”門YF1、YF2分別為加計數(shù)端CPU和減計數(shù)端CPD的計數(shù)閘門。

當(dāng)D1端為高電平時，閘門YF1開通，低頻脈沖經(jīng)YF1加到CD40192的CPU端，使其作加法計數(shù)，輸出端Q0～Q3數(shù)據(jù)增大，使16路模擬開關(guān)的刀向低端轉(zhuǎn)換，順序接通R1～R10，接通的電阻增大，經(jīng)與R11分壓后，使輸出音頻信號Vo增大；當(dāng)D2端為高電平時，閘門YF2開通，低頻脈沖經(jīng)YF2加到CD40192的CPD端，使其作減法計數(shù)，輸出端Q0～Q3數(shù)據(jù)減小，使16路模擬開關(guān)的刀向高端轉(zhuǎn)換，順序接通R10～R1，接通的電阻減小，經(jīng)與R11分壓后，使輸出音頻信號Vo減小。