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请教一个“用模拟开关产生两列等幅反相方波”的问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

我的想法是这样的:用一个双路单刀双掷的模拟开关来产生两列等幅反相方波,模拟开关的信号输入端接一个+10V基准电压源和地,通过控制两个开关,使两路输出信号为幅值是10V(高电平为+10V,低电平为0V)的反相方波,方波的频率为10KHz。

现在有些问题不太明白:

1、要产生10KHz的方波,意味着每个开关的切换频率要达到10KHz,不知道这样的切换频率是不是很高,会不会引入噪声,对输出的方波产生影响?

2、我看了一些模拟开关的数据手册,上面的Ton和Toff分别是什么意思?取值大小有什么具体含义吗?和我要产生的方波的频率有关系吗?

3、我用这种方法来产生对称方波,输出波形的质量怎么样?在波形上升沿和下降沿波形会有较大失真吗?能保证对称性很好吗?

因为没有用过模拟开关,很多东西都不知道,所以请了解的高人不吝赐教,非常感谢!

您用什么信号来控制开关呢?

另外您的描述需要的应该是双路单刀单置开关(2×SPST)吧

1. 建议你参考TS5A23157这款双路单刀双掷开关,带宽范围可达200MHz,所以10KHz的信号是完全可以的,10Khz工作时,THD+N为0.0017%,引入的噪声很小。

2. Ton和Toff分别指的开关的导通时间和闭合时间。

3. 这种开关都是正逻辑,输入和输出波形只是有一定的传输延迟,波形不会改变,如果想产生反相波形,需要带有“非”逻辑门的开关,好像没有见过这种开关。

用数字信号来控制开关的切换,看到TI的模拟开关控制开关切换的部分是类似于时钟信号的数字信号吧,这个控制信号的频率恰好就是我想产生的方波信号的频率,我的电路图如下,用到的是弹道双掷的开关,两路的。我现在关心的是两个开关的切换频率能够达到多少?如果交替切换太快会不会对产生的信号有交大影响?

谢谢您的回复,您建议的这款开关我有看过,性能是不错,不过我想选一款输出电压能更高一点的开关,比如+10V。还有,我可能之前没有表述清楚,我说产生的10KHz的方波信号不是输入模拟开关的信号的频率,输入模拟开关的信号是直流信号,一个是+10V直流信号,一个是地信号。我是想通过开关的切换来实现这两路输入信号的交替输出,这样在输出端就会产生一列方波,10KHz指的是开关的切换频率,不知道切换得太快会不会对输出信号产生较大影响?之前看过TI的一些模拟开关,资料中没有提到开关的切换频率最高能够达到多少,所以我比较关心这个问题。下面是我的电路图

不好意思,刚才在回复您时附上去的图片没有成功,我在之后的一个回帖中附上去了,麻烦您参看一下,谢谢!

用开关理论上是可行的,但很多情况下并不这么使用,首先多通道开关在开关频率较高的情况下会有crosstalk,而且您的电压达到10V,在有限的器件内就需要考虑Ton/off, 而且控制电压的大小也需要考虑,如TS12A12511的Vin_high在10V输入的条件下应该在2V以上。除非您已经根据自己的参数真的找到了合适的器件。
既然您的控制信号就是同种频率的PWM,建议直接在这个PWM的基础上做抬升,类似下面的运放基本放大线路,效果也比用开关产生好的多。
还有就是类似电机驱动的芯片。

好的,谢谢您的解答。还有最后一个问题,如果我坚持用模拟开关,就上面的那种情况,该如何考虑Ton/off 啊?是时间长点好还是短点好,还是都没关系?我对这个导通与关断时间的概念没有理解啊

当然是越短越好,这就好比您控制信号到输出得到相应的时间,这就直接影响到输出信号的上升和下降时间。

严格的定义在这类开关的SPEC中都有严格的定义,如Ton是控制信号上升沿的50%处到输出信号上升沿的90%之间用的时间。

您随便看一份资料应该都有的,一般在后面的测试线路中,如TS5A22362的page15.

好的,谢谢了!

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