4051原理

CD4051/CC4051是单8通道数字控制模拟电子开关，有三个二进控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰值至20V的模拟信号。例如，若VDD＝+5V，VSS＝0，VEE＝-13.5V，则0～5V的数字信号可控制-13.5～4.5V的模拟信号。这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关。当INH输入端＝“1”时，所有的通道截止。三位二进制信号选通8通道中的一通道，可连接该输入端至输出。

CD4052/CC4052是一个差分4通道数字控制模拟开关，有A、B两个二进制控制输入端和INH输入，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰峰值至20V的模拟信号。例如，若V DD=+5V，VSS=0，VEE=-13.5V，则0～5V的数字信号可控制-13.5～4.5V的模拟信号，这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关，当INH输入端=“1”时，所有通道截止。二位二进制输入信号选通4对通道中的一通道，可连接该输入至输出。

CD4053/CC4053是三2通道数字控制模拟开关，有三个独立的数字控制输入端A、B、C和INH输入，具有低导通阻抗和低的截止漏电流。幅值为4.5～20V的数字信号可控制峰-峰值至20V的数字信号。例如若VDD＝+5，VSS＝0，VEE＝-13.5V，则0～5V的数字信号可控制-13.5～4.5V的模拟信号。这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD－VEE电源范围内具有极低的静态功耗，与控制信号的逻辑状态无关。当INH输入端＝“1”时，所有通道截止。控制输入为高电平时，“0”通道被选，反之，“1”通道被选。

CD4051 CD4052 CD4053真值表

常用CMOS模拟开关功能和原理（4066，4051-53）

开关在电路中起接通信号或断开信号的作用。最常见的可控开关是继电器，当给驱动继电器的驱动电路加高电平或低电平时，继电器就吸合或释放，其触点接通或断开电路。CMOS模拟开关是一种可控开关，它不象继电器那样可以用在大电流、高电压场合，只适于处理幅度不超过其工作电压、电流较小的模拟或数字信号。

一、常用CMOS模拟开关引脚功能和工作原理

1.四双向模拟开关CD4066

CD4066的引脚功能如图1所示。每个封装内部有4个独立的模拟开关，每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。当控制端加高电平时，开关导通；当控制端加低电平时开关截止。模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。各开关间的串扰很小，典型值为－50dB。

2.单八路模拟开关CD4051

CD4051引脚功能见图2。CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码ABC来决定。其真值表见表1。“INH”是禁止端，当“INH”=1时，各通道均不接通。此外，CD4051还设有另外一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从而使得通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种多路开关可传输峰－峰值达15V的交流信号。例如，若模拟开关的供电电源VDD=＋5V，VSS=0V，当VEE=－5V时，只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号，就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。

表1

输入状态

接通通道 INH C B A

0 0 0 0 “0”

0 0 0 1 “1”

0 0 1 0 “2”

0 0 1 1 “3”

0 1 0 0 “4”

0 1 0 1 “5”

CD4051引脚功能如图所示。CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码ABC来决定。“INH”是禁止端，当“INH”=1时，各通道均不接通。此外，CD4051还设有另外一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从而使得通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种多路开关可传输峰－峰值达15V的交流信号。例如，若模拟开关的供电电源VDD=＋5V，VSS=0V，当VEE=－5V时，只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号，就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。

主电源电路调试

先用数字万用表检查电路是否有短路，如果有，先排除（特别是LM338）。

接上负载，接上电位器（接成两端状态），万用表测输出电压，应正常。

控制电路调试

(1)把所有集成块拔掉，用数字万用表检查电路是否有短路，如果有，先排除（特别是7805）。

(2)插上74LS48，开通电源，在74LS161管脚插座的输出端（Q1～Q3）处用细导线将Q1～Q3分别接地或＋5伏电源，即令Q1～Q3分别为001、010、011…等，看数码管是否显示1～7。如果正常，这步完成，否则进一步检查连线和74LS48。 (3)不开电源，把控制板控制端与主电源板调整电位器处相连（不要电位器了），开通主电路板电源，测输出电压，在CD4051管脚插座的X—X1；X—X2；X—X3…处用细导线分别相连，调整对应微调电阻，使输出电压分别为3.6伏、5.0伏…等（按指标要求取）。

(4)不开电源，插上CD4051。打开电源（主、副电源都开），在74LS161管脚插座的输出端（Q1～Q3）处用细导线将Q1～Q3分别接地或＋5伏电源，即令Q1～Q3分别为001、010、011…等，数码管应显示1～7。输出电压应分别为3.6伏、5.0伏…等（按指标要求取）。如果正常，这步完成，否则CD4051有问题，要更换。

cd4051的原理

CD4051是一种广泛使用的模拟多路开关，主要用于模拟信号的多路选择和切换。它由CD4046、CD4051和CD4016组成。它具有低通道串扰、低片间串扰和低电路电容的特点，可提供高精度和稳定的模拟信号切换。以下是对CD4051原理的详细解释。

CD4051是一种CMOS逻辑级的模拟多路开关，它具有8个通道，可以通过选择信号来切换所需的通道。它的引脚配置如下：

1.通道选择引脚（S0、S1、S2）：这3个引脚用来选择需要连接的通道。通道选择是通过二进制编码来实现的，通过不同的S0、S1和S2的组合，可以选择8个不同的通道。

2.使能引脚（E）：这个引脚用来使能或禁用CD4051、当E为高电平时，CD4051工作；当E为低电平时，CD4051处于关闭状态。

3.输出引脚（Y0-Y7）：这些引脚用于输出所选择通道的模拟信号。

CD4051的原理基于电压分压和开关电容。它内部有一系列的电压分压器和开关电容，通过S0、S1和S2的选择信号，连接所需的电压分压器和开关电容。在给定通道的情况下，CD4051将所选通道的输入信号与内部的电压分压器和开关电容连接起来，然后将分压和开关结果输出到相应的输出引脚。

当选择不同通道时，CD4051会自动切换所需的电压分压器和开关电容，以保证输出的模拟信号的准确性和稳定性。对于其他未选中的通道，CD4051将断开它们与模拟信号的连接，以避免信号串扰和混叠。 CD4051的工作电压范围为3V至18V，具有很低的静电功耗和高噪声抑制能力。它可以与其他CMOS逻辑电路和微处理器接口，并且具有快速的响应时间和较高的带宽。

总结来说，CD4051是一种CMOS逻辑级的模拟多路开关，适用于模拟信号的多路选择和切换。它通过选择信号来连接所需的通道，利用电压分压和开关电容原理实现通道切换，并输出准确和稳定的模拟信号。CD4051具有低通道串扰和片间串扰、低电路电容等优点，广泛应用于数据选择、模拟信号开关和模拟信号电路切换等领域。