Как работает мультиплексор.
Мультиплексор представляет собой переключатель, который соединяет множество входов с одним выходом, согласно заданному цифровому коду. На самом деле мультиплексоры бывают двух видов: аналоговые и цифровые, аналоговые строятся на полевых транзисторах и пропускают сигнал в обе стороны, цифровые же с выбранного входа дублируют сигнал на выход. Дальше речь будет идти об аналоговом мультиплексоре.
Выбор канала, как писалось выше, осуществляется согласно заданному цифровому коду, как показано на картинке ниже.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1454062467_screenshot_11.png)
Давайте представим себе следующую ситуацию, у нас есть АЦП и несколько аналоговых датчиков, информацию с которых оно должно обрабатывать. Так как АЦП только одно, а датчиков много, обслуживать их, он может только по очереди, а поможет ему в этом мультиплексор.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1453991405_screenshot_2.png)
Используя обычный делитель напряжения и мультиплексор можно ослабить сигнал в нужное количество раз.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-02/1454772575_screenshot_5.png)
А добавив мультиплексор и несколько резисторов в обратную связь усилителя, построенного на ОУ можно усилить сигнал в нужное количество раз.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1453995629_screenshot_4.png)
На картинках выше, мультиплексор изображался схематично для лучшего восприятия, на схема же он изображается так.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1454065136_250px-mux.png)
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1454065538_screenshot_14.png)
Теперь, когда мы знаем где применяется мультиплексор, давайте рассмотрим чем он отличается от переключателя.
Первое, современные мультиплексоры строятся по КМОП технологии и как следствие открытый канал имеет некоторое сопротивление, величина этого сопротивления может быть меньше 1 Ома и зависит от величины питающего напряжения. Сопротивление канала можно узнать из даташита, обозначается оно Ron.
Второе, напряжение, которое может коммутировать мультиплексор, а также напряжение на управляющих входах не должно превышать напряжение питания. Максимальный ток коммутации современных мультиплексоров может достигать 400mA. Опять же максимальный ток можно узнать из даташита, в разных даташитах оно обозначается по разному.
Третье, так как мультиплексор построен по КМОП технологии в его структуре присутствуют ёмкости, которые ухудшают его характеристики. Эквивалентная схема двухканального мультиплексора выглядит следующим образом.
Также на эквивалентной схеме изображены источники тока, которые отражают ток утечки, который в свою очередь, может является источником ошибки.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1453999417_screenshot_7.png)
Пятое, переключение не происходит мгновенно, для того чтобы ключ открылся/закрылся необходимо некоторое время, которое определяется временем перезаряда ёмкости затвор-канал.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1454025432_screenshot_8.png)
В статье описана лишь малая, но доступная понимаю многих часть, особенностей работы мультиплексора, оставлю тут документ, который нашёл при подготовки статьи, в нём это всё описано гораздо подробнее, а также даются рекомендации по включению мультиплексора.
Выбор канала, как писалось выше, осуществляется согласно заданному цифровому коду, как показано на картинке ниже.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1454062467_screenshot_11.png)
Давайте представим себе следующую ситуацию, у нас есть АЦП и несколько аналоговых датчиков, информацию с которых оно должно обрабатывать. Так как АЦП только одно, а датчиков много, обслуживать их, он может только по очереди, а поможет ему в этом мультиплексор.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1453991405_screenshot_2.png)
Используя обычный делитель напряжения и мультиплексор можно ослабить сигнал в нужное количество раз.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-02/1454772575_screenshot_5.png)
А добавив мультиплексор и несколько резисторов в обратную связь усилителя, построенного на ОУ можно усилить сигнал в нужное количество раз.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1453995629_screenshot_4.png)
На картинках выше, мультиплексор изображался схематично для лучшего восприятия, на схема же он изображается так.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1454065136_250px-mux.png)
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1454065538_screenshot_14.png)
Теперь, когда мы знаем где применяется мультиплексор, давайте рассмотрим чем он отличается от переключателя.
Первое, современные мультиплексоры строятся по КМОП технологии и как следствие открытый канал имеет некоторое сопротивление, величина этого сопротивления может быть меньше 1 Ома и зависит от величины питающего напряжения. Сопротивление канала можно узнать из даташита, обозначается оно Ron.
Второе, напряжение, которое может коммутировать мультиплексор, а также напряжение на управляющих входах не должно превышать напряжение питания. Максимальный ток коммутации современных мультиплексоров может достигать 400mA. Опять же максимальный ток можно узнать из даташита, в разных даташитах оно обозначается по разному.
Третье, так как мультиплексор построен по КМОП технологии в его структуре присутствуют ёмкости, которые ухудшают его характеристики. Эквивалентная схема двухканального мультиплексора выглядит следующим образом.
- На картинке видно, что между каналами есть некоторая ёмкость Css и Cdd, по которой сигнал с одного канала может проникать в другой.
- Наличие ёмкости Cds, приводит к тому, что на высоких частотах сигнал проходит через разомкнутый ключ.
- Сопротивление Ron вместе с ёмкостью Сd, образуют фильтр нижних частот, который ограничивает полосу пропускания.
Также на эквивалентной схеме изображены источники тока, которые отражают ток утечки, который в свою очередь, может является источником ошибки.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1453999417_screenshot_7.png)
Пятое, переключение не происходит мгновенно, для того чтобы ключ открылся/закрылся необходимо некоторое время, которое определяется временем перезаряда ёмкости затвор-канал.
![Как работает мультиплексор. Как работает мультиплексор.](https://hubstub.ru/uploads/posts/2016-01/1454025432_screenshot_8.png)
В статье описана лишь малая, но доступная понимаю многих часть, особенностей работы мультиплексора, оставлю тут документ, который нашёл при подготовки статьи, в нём это всё описано гораздо подробнее, а также даются рекомендации по включению мультиплексора.
Похожие статьи