Мультиплексор необходим для подключения сигнала с одного из нескольких входов на выход, что позволяет использовать единственное устройство или средство (такое как АЦП в системах смешанных сигналов или дисплей в видео приложении) вместо использования отдельных устройств на каждом входе. Во многих приложениях усилители включаются до мультиплексора для согласования уровня сигнала. В этих случаях усилители с функцией отключения (disable) могут быть использованы для выбора канала, при этом необходимость в мультиплексоре отпадает, что в свою очередь уменьшает стоимость, место на плате и искажения. В данной статье описывается способ выбора канала с помощью подключения операционных усилителей (ОУ) с функцией отключения.
Для начала важно сравнить функции отключения (disable) и пониженного энергопотребления (power-down). Когда усилитель отключен (disabled), мощность продолжает рассеиваться, но выход переходит в высокоимпедансное состояние, что позволяет объединить вместе множество выходов. Это отличается от функции пониженного энергопотребления (power-down), которая необходима только для сохранения энергии.
При использовании ОУ для выбора каналов, необходимо учитывать максимальное напряжение, приложенное между входами усилителя. Данная информация обычно указывается в техническом описании (datasheet) в разделе абсолютных максимальных значений (Absolute Maximum Ratings). Если усилитель содержит встречно включенные диоды между входами, то дифференциальное входное напряжение будет ограничено величиной от 0,7 В до 1,2 В (даже если усилитель отключен). Это зависит от количества последовательных встречно включенных диодов.
Некоторые усилители, такие как AD8041, например, не имеют встречно включенных диодов между входами, что позволяет усилителю выдерживать дифференциальное входное напряжение до ±3,4 В. При отключении выход усилителя переходит в высокоимпедансное состояние. Как показано на рисунке два усилителя с коэффициентом усиления 2 могут быть подключены к одному из двух каналов при работе от одного источника питания 5 В.

Использование усилителей с функцией отключения для выбора канала возможно, пока все входные встречно включенные диоды остаются в ненасыщенном состоянии. Схема с единичным усилением имеет более ограниченное применение, чем схема с более высоким усилением, где усиление и резисторы обратной связи могут ограничить протекание тока через встречно включенные диоды и снизить смещение по постоянному току. Если единичное усиление необходимо, то в обратной связи можно применять резисторы до момента, пока усилитель станет нестабильным в этой конфигурации. Следует иметь в виду, что встречно включенные диоды могут вызвать искажения, поэтому усилители без встречно включенных диодов могут оказаться лучшим выбором для высокоточных приложений.
Чарли Эль-Хури (By Charly El-Khoury)