Das eBook Angewandte Mikroelektronik wurde von Hans Lohninger zur Unterstützung verschiedener Lehrveranstaltungen geschrieben. Weitere Informationen finden sie hier.

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Analoger Multiplexer

Bei vielen Messaufgaben müssen mehrere Signale gemeinsam gemessen und ausgewertet werden. Zu diesem Zweck kann man entweder entsprechend viele AD-Wandler einsetzen, oder aber einen Signalumschalter verwenden, der die interessierenden Signale nacheinander mit einem einzigen AD-Wandler verbindet. Wenn der Zeitraum, der für das Umschalten und die Digitalisierung benötigt wird, kleiner ist als die geforderte zeitliche Auflösung des Messsignals, so ist der zweite Weg meist der wirtschaftlichere.

Die Eigenschaften von analogen Multiplexern und Schaltern werden durch folgende Parameter charakterisiert:

On- und Off-Widerstand

Der On-Widerstand der Schalter sollte im Idealfall gleich null sein, bei realen Schaltern bewegt er sich zwischen 100 und 1000 Ω. Der Off-Widerstand sollte im Idealfall unendlich sein, reale Schalter haben Off-Widerstände im Bereich von 1012 Ω. Analogspannungsbereich Der Analogspannungsbereich gibt den Bereich der Spannung an, den das analoge Signal einnehmen darf, ohne dass es zu Verzerrungen des Signals kommt. Die meisten Schalter bieten einen Spannungsbereich von +/- 10 V, jedoch sollte man, um Einschwingzeiten, Verzerrungen und Übersprechen möglichst klein zu halten diesen Spannungsbereich nicht voll ausschöpfen. Übersprechen zwischen den Kanälen Bei Multiplexern oder bei mehreren auf einem Chip integrierten Schaltern kommt es zum Übersprechen eines eingeschalteten Kanals auf einen ausgeschalteten. Das Übersprechen hängt außerdem stark von der Art des Einsatzes eines Schalters und vom Layout der Platine ab. Schaltzeiten Unter der Schaltzeit eines Multiplexers versteht man die Zeit vom Eintreffen des Steuersignals bis zum Erreichen des gewünschten Zustandes.

Für das Umschalten des Analogsignals werden entweder Bipolartransistoren, Dioden oder Feldeffekttransistoren verwendet, die entweder als diskrete Bauelemente eingesetzt werden oder aber als bereits fertig konfektionierte integrierte Schaltungen erhältlich sind.

Die folgende Tabelle gibt einen kleinen Überblick über kommerziell erhältliche analoge Schalter und Multiplexer.
TypRon [Ω]Uin [V]ton/toff [nsec]Bemerkungen
LF13333250+/-1590/5004-fach-Schalter
TL182100+/-10175/3502-fach-Schalter
CD40163000 bis 1520/204-fach-Schalter
CD40511200 bis 15150/1501-aus-8-MUX
CD40521200 bis 15150/1501-aus-4-MUX
CD4066800 bis 1550/504-fach-Schalter
AH5010150+/-15150/3001-aus-4-MUX
DG508A250+/-151-aus-8-MUX
IH534175+/-152-fach-Schalter
TL601100+/-10100/4001-aus-2-MUX
AD759075+/-154-fach-Schalter
MPC800750+/-15250/2501-aus-16-MUX
Ron .... Durchgangswiderstand Uin .... Analogspannungsbereich ton/toff .... Ein- und Ausschaltverzögerung

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Last Update: 2011-02-14