描述
CD4053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。 CD4053引脚图：
CD4053引脚功能表：
（1）16引脚： 符号VDD，引脚功能是电源+ （2）8引脚：符号Vss，引脚功能是数字信号接地端 （3）7 引脚：符号VEE，引脚功能是模拟信号接地端 （4）6 引脚：符号INH，引脚功能是禁止端为零时，CMOS三组二路模拟开关CD4053BE工作，否则CMOS三组二路模拟开关CD4053BE被禁止。 （5）4 引脚：符号OUT/IN cx or cy ，引脚功能是公共输出/输入端cx 或 cy （6）15 引脚：符号OUT/IN bx or by ，引脚功能是公共输出/输入端 bx 或 by （7）14 引脚：符号OUT/IN ax or ay ，引脚功能是公共输出/输入端ax或ay （8）9 、10、 11引脚： 符号c 、b、 a ，引脚功能是控制端当c b a分别为0 0 0时，“开”通道cx， bx， ax，这三个通道工作。 当c b a分别为0 0 1时，“开”通道cx， bx， ay当c b a分别为0 1 0时，“开”通道cx， by， ax当c b a分别为0 1 1时，“开”通道cx， by， ay当c b a分别为1 0 0时，“开”通道cy， bx， ax当c b a分别为1 0 1时，“开”通道cy， bx， ay当c b a分别为1 1 0时，“开”通道cy， by， ax当c b a分别为1 1 1时，“开”通道cy， by， ay（9）1、 2、 3 、5、 12 、13 CD4053内部逻辑图：
CD4053真值表：
CD4053电气特性参数表：
cd4053典型应用电路 应用电路（一）：模拟开关CD4053与单片机的连接所谓模拟开关，实际上就是MOS管构成的传输门。模拟开关的电压电流关系具有电阻的性质，即电流趋于零时压降也趋于零。它类似于实际的开关，信号电流一定是从输入端流到输出端，信号是传过去的，而且模拟开关的信号传达方向可以是双向的。 如下图所示，输入模拟量A1与输入模拟量A2分别输入到CD4053的ax，ay，而CD4053的输出a连接到A/D转换器中，同时CD4053的A由单片机的P1.1控制管脚控制，根据CD4053输入输出状态的真值表得到，当P1.1=A=0时，a=ax;当P1.1=A=1时，a=ay。即当单片机P1.1=0时，单片机得到的是输入模拟量A1的转换数据；而当单片机P1.1=1时，单片机得到的是输入模拟量A2的转换数据。
同样，当实现更多通道的开关时，就需要应用模拟开关CD4053的B、C通道。如输入模拟量B1与输入模拟量B2分别输入到CD4053的bx，by，而CD4053的输出b连接到A/D转换器中，同时CD4053的B由单片机的P1.2控制管脚控制，根据CD4053输入输出状态的真值表得到，当P1.2=B=0时，b=bx;当P1.2=B=1时，b=by。即当单片机P1.2=0时，单片机得到的是输入模拟量B1的转换数据；而当单片机P1.2=1时，单片机得到的是输入模拟量B2的转换数据。模拟开关CD4053C通道的工作原理也是如此。
最后值得一提的是，当模拟开关CD4053需要控制模拟量为负数的导通与断开时，即输入模拟量为负数时，模拟开关CD4053的管脚7（VEE）必须连接到电源负电压（一般为-5V），只有这样，模拟开关CD4053的输出量才能与输入模拟量一样同为负数，否则其输出量会与输入模拟量不一致，这也就失去了模拟开关的作用。 应用电路（二）：基于模拟开关CD4053的防抖动电路当机械开关工作时，其开关触点的闭合和张开，都会产生随机性的机械抖动，给电路产生不希望的振荡脉冲和干扰，因此防抖动电路得到普遍应用。如图下所示，防抖动电路由1只CD4053、3只电阻器（R1～R3）和1只电容器C等构成。
CD4053中的3个模拟开关（G1～G3）都是双向单刀双掷模拟开关，用单电源电压VDD供电。模拟开关G3的1端作为输入端接地，0端也作为输入端接电源VDD，输出端Q相对于其控制端Q呈倒相门工作状态。同样模拟开关G2的1端作为输入端经电阻器R2接地，0端也作为输入端经电阻器R3接电源VDD，输出端Q相对于其控制端Q也呈倒相门工作状态。模拟开关G2、G3的输出端和控制端相互交连，构成了一个S---R双稳触发器，触发信号S和R分别设在模拟开关G2的1输入端和0输入端。模拟开关G1的公用端作为输入信号VI的输入端；0端作为触发信号S的输出端，连到模拟开关G2的1输入端；1端作为触发信号R的输出端，连到模拟开关G2的0输入端。模拟开关G2的输出端Q经电阻器R1和电容器C构成的积分器连到模拟开关G1的控制端A。 要选择电阻器R1～R3的参数使R1》》R2=R3》》RON，其中RON是模拟开关G2的导通电阻，约为300Ω；同时还要选择电容器C，使时间常数RIC足够大于输入信号VI边沿振荡的时间。 在加电的瞬间，输入信号VI=0，由于电容器C上的电压不能突变，故使模拟开关G1控制端A的电压VA=0，因此，模拟开关G1的0输出端S导通在输入端VI=0电位上，1输出端R经电阻器R3接电压VDD。此时SR=01，QQ=QQ，即S---R双稳触发器处于QQ=01或QQ=10的随机状态。假如S---R双稳触发器处于QQ=01的初始状态，则模拟开关G1的状态不再变化，模拟开关G2的状态也不再变化，S—R双稳触发器也就停留在QQ=01的初始状态。假如S---R双稳触发器处于QQ=10的初始状态，则G2开关的输出电压VQ=VDD要经过电阻器R1对电容器C开始充电，G1开关的模拟开关型防抖动电路。 应用电路（三）：CD4053在DX发射机调制编码板上的应用在DX中波发射机中，调制编码板是射频通路中实现幅度调制和功率控制的重要元件，它把A／D转换板传来的12比特数字音频信号转换成224个开通，关断控制信号。此外，提供功放柜内模块电缆连锁、风量温度检测、保险故障检测的功能。CD4053在此板上应用于B+／B一电源允许禁止电路的U44。B+／B一电源提供工作电压给编码器输出驱动器；同时，B+／B一电源的异常会引起编码器电源故障而导致发射机关机。 B+／B一电源允许禁止电路在发射机待机时使得编码输出驱动器停止工作，同时屏蔽了B+／B一电源的故障检测电路。只有在接收到开机指令后B+／B一电源才提供工作电压给编码输出驱动器，根据12比特数字音频信号对射频模块进行开通或关断。
发射机待机时 从控制板传来的发射机开机允许信号为低电平，这个低电平信号通过J8—3接口进入调制编码板，经过测试开关s6的Nc结点使晶体管Q3截止。Q3集电极的+5VB电源通过电阻R164使晶体管O4基极为高电平，Q4饱和导通，B+稳压器U42输出电压为1．55V，则B+稳压电源不工作。同时，Q3基极的+5VB电源通过R139使模拟开关U44的3个输入端为高电平，此时开关A的A—AY接通，+5VB电源无法提供到保险丝检测电路中。此时，开关B的B—BY接通，差分放大器U47—1输出端的调制B一驱动将接地，U45无输出。此时开关c的c—CY接通，通过开关C—CY、CR44和CR45给B+电源故障检测端U37—5和B一电源故障检测端U37—11送入+5VB，使这两个比较器失去作用，B+／B一电源故障检测电路屏蔽。 发射机开机时 发射机开机情况下，开机允许信号TX—ON—ENABLE为高电平，通过J8—35接口进入调制编码板，s6的NC结点使Q3导通，Q4的基极为低电平，Q4截止。B+稳压器U42—3输出+7．2VDC提供给编码输出驱动器。B+稳压电源启动。此时U44的3个输入端为低电平，开关A的A—AX接通，+5VB电源通过A—AY通路提供给保险丝检测电路，保险丝检测功能启动。此时，开关B的B—BX接通，U47—1输出端的调制B一驱动正常输出，B一稳压器U45启动工作，在TP11处建立了一2．5VDC一一6．5VDC的B一电压，形成B一驱动电源。开关c的C—CX通路接通，使得B+电源故障检测端U37—5和B一电源故障检测端U37—11分别为稳压后的B+和B一电源电压，解除了B+／B一电源故障检测电路的屏蔽。 应用电路（三）：模拟开关型脉冲分解器用1只CD4053结合部分立分器件实现的脉冲分解器电路示于图2（a）。在图2（a）中，G1~G3是CD4053中的3个单刀双掷双向模拟开关，0端和1端作为输人端，共用端作为输出端，注意G1、G2、G3控制端接点各不相同，它的1、0两个电平直接控制输出与输人1还是输人0接通。二极管D和电阻器R并联后再和电容器C串联，并接在输人脉冲信号A和地之间，形成1个正脉冲微分电路，将输人脉冲序列A变换成正尖脉冲序列Aio.Gi开关的0输人端接脉冲序列Ai，1输人端接电压Udd，输出端B经电容器C2连接在控制端。电阻器R2并联在控制端和地之间。G1开关和电阻器R2、电容器C2构成1个正脉冲触发并输出正脉冲的单稳触发器。它在脉冲序列A的触发下产生1个具有一定脉冲宽度的脉冲宽度的脉冲序列B。适当地选择电阻器RZ和电容器C2的参数，使脉冲序列B的脉冲宽度小于脉冲序列A中宽脉冲的宽度，大于脉冲序列A中窄脉冲的宽度。G2开关的0输人端接G开关的输出端B，1输人端接地，控制端接输人脉冲信号A.G3开关的0输人端接输人脉冲信号A，1输人端接地，控制端接G1开关的输出端B。图2（b）是图2（a）电路的工作时序图。下面，结合图2（b）简单介绍图2（a）电路的工作原理。
当输入脉冲信号A为0电位时，G1开关的0输入端是地电位，控制端也是地电位，G1开关的输出端B导通在0输入端的地电位。G2开关的0输入端和1输入端都是地电位，故输出端D导通在0输入端B的地电位。B端为地电位，也使G3开关的输出端E导通在0输入端输入信号A的0电位上。 每当输入脉冲信号A出现1个正脉冲时，经过电容器G1和电阻器Ri构成的正微分电路在Ai点就会出现1个正尖脉冲，引起1个单稳延时过程。G1开关输出端B也随0输入端Ai信号上跳1个电位，经电容器C2耦合到控制端，继而使G1开关输出端B导通在1输入端的Udd电位。电压Udd开始经电阻器RZ对电容器C2充电，单稳态电路进入暂稳态延时过程。随着Udd不断对电容器C2的充电，G1开关控制端的电压呈指数方式下降，等到降到转换开关电压Ut时，G1开关的输出端B又回到导通在0输入端的0电位。电容器C2经过G1开关的0输入端，电阻器R1和控制端内部保护电路放电，直到放完。电阻器R1的参数要尽量选小些，以免过分影响放电。 当输入脉冲A刚进入高电位，G1开关的输出端B也刚进入高电位，这时G2开关的输出端D导通在1输入端的地电位，输出电位和初始状态一样。G3开关输出端E导通1输入端的地电位，输出和初始状态一样。假如当前输入脉冲A的脉冲宽度小于单稳延迟时间，则输入脉冲A先前于G1开关输出端B的脉冲回到0电位，从而使G2开关输出端D导通在0输入端B的高电位，G3开关的输出端E仍导通在1输入端的地电位，直到G1开关输出端B回到地电位，G2开关输出端D也随0输入端B回到地电位，开关G3的输出端E又导通在0输入端A的地电位，输出电位恢复到初始电位。假如当前输入脉冲A的脉冲宽度大于单稳延迟时间，则G1开关输出端B的脉冲先于当前脉冲A回到0电位。此时开关G2输出端D仍导通在1输入端的地电位，开关G3输出端E导通在0输入端输入信号A的高电位，直到输入信号A回到0电位，电路又回到初始状态，即E端又导通在0输入端输入信号A的0电位，D端导通在0输入端B的0电位状态。所以D端和E端输出脉冲分别相应于输入脉冲序列A中的窄脉冲和宽脉冲。它们的逻辑表
>>>>>>>基于集成电路CD4053实现的模拟开关型脉冲分解器的设计 |
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