cd4053中文资料汇总(cd4053引脚图及功能_工作原理及典型应用电路)

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
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