CD4052B 是 CMOS 工艺的双通道四选一模拟多路选择开关,内部包含两组独立完全相同的四选一通道,由公共的两位地址选择信号 A B 控制,同时带有低有效使能端 INH,芯片可以在模拟信号或者数字信号之间切换传输,支持双向传输,也就是信号既可以从多路输入选通到公共输出端,也可以把公共端信号分发到四路输出,常用来做多路信号切换通道扩展,广泛用在单片机采集 仪器仪表 音频切换 程控电路里面。它属于 4000 系列经典逻辑器件,供电范围宽,输入阻抗很高,导通电阻相对稳定,最大优势就是两片通道共用同一组地址引脚,节省单片机 IO 口资源,不需要额外增加译码芯片,缺点是存在固定导通电阻,高频大信号场景会有衰减,并且禁止超过供电轨的输入信号,否则容易锁死或者损坏芯片。
芯片引脚与功能定义
| 引脚名称 | 功能说明 |
|---|---|
| VDD | 正电源,常用 5V 12V 15V |
| VSS | 数字地 |
| VEE | 模拟负电源,单电源应用时可接 VSS 地 |
| A B | 两位地址选择输入端,决定选通哪一路通道 |
| INH | 禁止使能,低电平有效,INH 为高电平时全部通道断开 |
| X0 X1 X2 X3 | 第一组四选一的四路独立通道 |
| X 公共端 | 第一组公共输入输出端 |
| Y0 Y1 Y2 Y3 | 第二组四选一的四路独立通道 |
| Y 公共端 | 第二组公共输入输出端 |
地址真值表
| INH | B A | 选通通道 |
|---|---|---|
| 1 | 任意 | 全部通道关断 |
| 0 | 0 0 | X0 Y0 导通 |
| 0 | 0 1 | X1 Y1 导通 |
| 0 | 1 0 | X2 Y2 导通 |
| 0 | 1 1 | X3 Y3 导通 |
核心电气特性要点
1 双向传输特性,属于模拟开关,不是单向缓冲,信号方向不受限制,适合复用 ADC 采集通道,也适合做信号分配输出
2 导通电阻 RON,随供电电压变化,5V 供电导通电阻偏大,12V 供电导通电阻明显降低,驱动高阻信号源的时候,RON 会和信号源内阻形成分压,造成采样误差
3 带宽有限,不适合超高频射频信号,一般应用在低频音频 传感器直流信号 低速数字信号切换
4 输入保护,输入信号电压不能超出 VEE 到 VDD 这个区间,超出会触发内部寄生晶闸管,发生锁存效应,损坏芯片
5 静态功耗很低,CMOS 结构,静态电流微安级别,适合电池供电低功耗设备
典型应用电路 单片机多路 ADC 采集电路
这是 CD4052B 最常用应用,单片机 ADC 只有一路采样口,需要采集 4 路传感器电压,利用 CD4052B 第一组 X 通道做四选一,第二组 Y 通道可以闲置或者采集另外一组 4 路信号。
电路连接方式
1 CD4052B 的 X 公共端接到单片机 ADC 采样引脚
2 X0 X1 X2 X3 分别接 4 路传感器输出电压
3 地址引脚 A B 连接单片机两个普通 IO 口
4 INH 引脚可以接单片机 IO,也可以直接接地,接地就是一直使能芯片
5 VDD 接单片机系统 5V,VSS 接系统地,VEE 接地,单电源模式
6 软件逻辑,单片机修改 A B 电平组合,依次选通 X0 到 X3,每选通一路等待几十微秒稳定之后,ADC 读取电压,完成 4 路轮询采集
第二种典型应用 双通道音频切换电路
两组独立通道同时切换,X 组切换左声道,Y 组切换右声道,实现两组音频源二选一升级成四组音频源切换。
电路连接方式
1 X 公共端接左声道功放输入,Y 公共端接右声道功放输入
2 X0 X1 X2 X3 接入四路左声道音频,Y0 Y1 Y2 Y3 对应接入四路右声道音频
3 A B 地址引脚由按键或者单片机控制,切换不同音源
4 注意音频信号摆幅不能超过供电范围,音频幅度大的时候,VEE 可以接负电源,扩大信号摆幅范围,避免削波失真
使用注意事项
1 信号源内阻尽量小,如果传感器内阻很高,建议在传感器后面增加电压跟随运放,再接 CD4052B,降低导通电阻带来的分压误差
2 通道切换瞬间会有尖峰毛刺,ADC 采集前增加 RC 滤波,或者等待通道稳定延时
3 闲置通道不要悬空,可以接至地,防止噪声耦合进芯片内部
4 电源引脚就近放置 0.1uF 去耦电容,靠近芯片 VDD 引脚,抑制电源噪声
CD4052B 本质就是受两位地址控制的双组四选一模拟开关,利用它可以用少量 IO 实现多路信号复用,典型电路以 ADC 多路采集和音频双通道切换最常见,设计的时候重点关注导通电阻 信号电压范围 切换稳定延时这三个关键点,就能稳定可靠工作。
【相关 FAQ】
问题 1 CD4052B 的功能和典型应用电路里面,CD4052B 能不能传输交流信号
回答 1 CD4052B 的功能是双向模拟开关,典型应用电路里面可以传输低频交流信号,比如音频交流信号,但是信号摆幅不能超过 VEE 到 VDD 电源范围,高频信号会因为带宽限制出现衰减失真。
问题 2 CD4052B 的功能和典型应用电路里面,INH 引脚悬空会怎么样
回答 2 CD4052B 的功能包含使能控制,典型应用电路设计的时候 INH 不建议悬空,CMOS 输入悬空电平不确定,会随机开启或者关断通道,一般直接接地保持使能,或者接到单片机 IO 做软件关断控制。
问题 3 CD4052B 的功能和典型应用电路里面,CD4052B 和 CD4051B 有什么区别
回答 3 CD4052B 的功能是双通道四选一模拟开关,典型应用电路是两组通道同步切换,CD4051B 是单通道八选一模拟开关,只有一组八路通道,地址需要三位,CD4052B 优势是双通道同步切换,适合立体声左右声道这类成对信号切换。
问题 4 CD4052B 的功能和典型应用电路里面,单电源使用 VEE 接地可以吗
回答 4 CD4052B 的功能支持单电源工作,典型应用电路单电源方案可以把 VEE 接到 VSS 地,这种模式只能传输 0V 到 VDD 之间的单极性信号,如果需要负向交流信号,VEE 必须外接负电源。
【免责申明】
本文内容仅为芯片原理与典型电路设计参考,实际工程设计请以 TI 官方 CD4052B 数据手册为准,电路设计需要结合实际信号参数做仿真与测试,因自行设计电路造成器件损坏或者设备故障,相关风险由设计者自行承担。


