Автоматизация сбора и первичной обработки информации

44 замкнутом – нулевое. Электромеханические переключатели наиболее близки по своим характеристикам к идеальным, однако из-за низкой скорости переключения и малого срока службы практически не используются. Среди полупроводниковых переключателей наилучшими хаактеристиками обладают аналоговые ключи на полевых транзисторах с p - n переходом и МДП- транзисторах. Сопротивление закрытого ключа достигает тысяч мегаом, открытого – от нескольких десятков до сотен ом. Эти транзисторы характеризуются полным отсутствием напряжения смещения. Величина времени переключения ключа определяет динамические характеристики аналогового коммутатора в целом. Рассмотрим эквивалентную схему аналогового ключа, которая в момент его замыкания представляет апериодическое звено первого порядка (рис. 3.28, а ), а временные диаграммы входного и выходного сигналов АМ в это же время представлены на рис. 3.28, б . У идеального АМ выходной сигнал y связан линейной зависимостью с входным: y kx  , а у реального – появляется динамическая погрешность: вых дин y kx k x    . Приведенная динамическая погрешность может быть выражена следующим образом: дин дин k y y k      , откуда   вых дин 1 y k x    . вх Рис. 3.28 Отклик звена на единичный скачок называют переходной характеристикой звена, которая для апериодического звена представляет собой экспоненциальную функцию времени (рис. 3.28, б ):   уст дин’ 1 1 exp . t k k T                Решая это уравнение, получим выражение для определения времени установки аналогового ключа: уст пар пар дин дин’ 1 1 ln ln , t T R С                  где в соответствии с рис. 3.28, а паразитные параметры ключа равны: пар вых замк.ключа пар ; . R R R С С    Время установления для ключей на МДП-транзисторах составляет сотни наносекунд, например при 4 дин 10 ;    зап 1 R  кОм; пар 50 C  Пф; уст 350 t  нс. Для коммутаторов, выполненных в интегральном исполнении, на большое число каналов эти паразитные емкости будут значительно больше, например для 32-канального АМ, у которого суммарная паразитная емкость 1170 C   Пф, а сопротивление открытого ключа откр 100 R  Ом, RC-цепь имеет постоянную времени 0,12 T  мкс и тогда для установления напряжения выхода в пределах 0,01% от переключаемого необходимо время, равное примерно 10  или 1,2 мкс. Кроме того, АМ вносят погрешности из-за токов утечки через закрытый канал, которые достигают около 50 нА, что в 32-канальном АМ вызывает падение напряжения на 155 мкВ. а б Статья I. U в х