基于模拟开关CD4053的防抖动电路

　　CD4053是低电压、CMOS模拟IC。这此IC从结构上划分为：三个单极点/双接点（SPDT）开关。突出特点是：通电电阻匹配良好、通电电阻均匀性好、低漏电流。

　　该系列CMOS元件可以在双端供电电压范围±2.7V至±8V下工作，或在单端供电电压范围+2.7至+16V下工作。每个开关都可以处理直流平稳模拟信号。在25℃时的关断漏电流为0.1nA，在85℃时为5nA（CD4051/CD4052/CD4053）。

　　所有的数字输入端均有0.8V到2.4V的逻辑门限制，以保证在使用±5V或单一+5V供电下的TTL/CMOS逻辑兼容性。

　　模拟开关CD4053的简介及真值表

　　开关在电路中起接通信号或断开信号的作用。最常见的可控开关是继电器，当给驱动继电器的驱动电路加高电平或低电平时，继电器就吸合或释放，其触点接通或断开电路。CMOS模拟开关是一种可控开关，它不像继电器那样可以用在大电流、高电压场合，而只适于处理幅度不超过其工作电压、电流较小的模拟或数字信号。

　　CD4053是三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。控制输入端为高电平时“0”通道被选，反之“1”通道被选。其真值表如下所示。

　　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。