探索MUX508和MUX509：高性能模拟多路复用器的卓越之选

在电子设计领域，模拟多路复用器（muxes）起着至关重要的作用，它们能够在多个输入信号中进行选择，并将选中的信号传输到输出端。今天，我们将深入探讨德州仪器（Texas Instruments）推出的MUX508和MUX509这两款高性能模拟多路复用器，了解它们的特点、应用场景以及设计要点。

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产品概述

MUX508和MUX509（MUX50x）属于现代互补金属 - 氧化物半导体（CMOS）模拟多路复用器。MUX508提供8:1单端通道，而MUX509则提供差分4:1或双4:1单端通道。这两款器件既可以使用双电源（±5 V至±18 V），也可以使用单电源（10 V至36 V），并且在对称电源（如(V{DD}=12 V)，(V{SS}=-12 V)）和非对称电源（如(V{DD}=12 V)，(V{SS}=-5 V)）下都能良好工作。所有数字输入都具有TTL逻辑兼容的阈值，确保在有效电源电压范围内与TTL和CMOS逻辑兼容。

产品特性

低电容和低电荷注入

MUX508的导通电容为9.4 pF，MUX509为6.7 pF，这种低导通电容特性有助于减少信号失真。同时，它们的电荷注入低至0.3 pC，能有效降低对信号的干扰，在处理高精度信号时表现出色。大家可以思考一下，在哪些对信号精度要求极高的应用场景中，这种低电荷注入特性会发挥关键作用呢？

低泄漏电流

输入泄漏电流仅为10 pA，极低的导通和关断泄漏电流使得这些多路复用器能够以最小的误差切换来自高输入阻抗源的信号，这对于需要处理微弱信号的应用非常重要。

宽电源范围和低导通电阻

支持±5 V至±18 V的双电源以及10 V至36 V的单电源，具有良好的电源适应性。导通电阻低至125 Ω，过渡时间为92 ns，能够实现快速的信号切换。

先断后通切换动作

这种安全特性可以防止在切换过程中两个输入连接在一起，避免信号冲突和损坏。

其他特性

EN引脚可连接到(V{DD})，逻辑电平范围为2 V至(V{DD})，电源电流低至45 µA，还具备2000 V的ESD保护（HBM），采用行业标准的TSSOP和SOIC封装，方便进行PCB布局和焊接。

应用场景

工厂自动化和工业过程控制

在可编程逻辑控制器（PLC）、模拟输入模块、ATE测试设备、数字万用表以及电池监测系统等工业应用中，MUX50x凭借其高精度、低泄漏和宽电源范围等特性，能够满足工业环境对信号处理的严格要求。

数据采集系统

以一个16位、差分、四通道、多路复用的数据采集系统为例，该系统使用MUX509与ADS8864 ADC、OPA192和OPA140等器件配合，能够实现低失真和高电压差分输入，在工业应用中具有典型性。

电气特性

绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值对于确保其安全可靠运行至关重要。MUX50x的电源电压范围为(V{DD})：–0.3 V至40 V，(V{SS})：–40 V至0.3 V，(V{DD}-V{SS})最大为40 V。数字输入引脚和模拟输入/输出引脚的电压和电流也有相应的限制，同时工作温度范围为–55°C至150°C。

推荐工作条件

推荐的电源电压范围为双电源时(V{DD})：5 V至18 V，(V{SS})：–5 V至–18 V；单电源时(V{DD})：10 V至36 V。源引脚电压(V{S})和漏引脚电压(V{D})范围为(V{SS})至(V_{DD})，工作温度范围为–40°C至125°C。

电气特性详情

在双电源（(T{A}=25^{circ}C)，(V{DD}=15 V)，(V{SS}=-15 V)）和单电源（(T{A}=25^{circ}C)，(V{DD}=12 V)，(V{SS}=0 V)）条件下，MUX50x的各项电气特性都有详细的参数指标，包括导通电阻、泄漏电流、开关动态特性等。例如，在双电源条件下，导通电阻在不同测试条件下的典型值为125 Ω，最大值为250 Ω；输入泄漏电流在不同温度范围下的最大值为25 nA。

设计要点

电源供应

为了确保可靠运行，建议在(V{DD})和(V{SS})引脚与地之间连接一个0.1 µF至10 µF的去耦电容。同时，要注意电源电压的稳定性，因为MUX50x的导通电阻会随电源电压变化。

PCB布局

• 去耦电容应尽可能靠近(V{DD})和(V{SS})引脚放置，确保电容的电压额定值足以承受电源电压。
• 输入线应尽量短，对于MUX509的差分信号，要保证A输入和B输入尽可能对称。
• 使用实心接地平面有助于散热和减少电磁干扰（EMI）噪声拾取。
• 避免敏感的模拟走线与数字走线平行，尽量减少数字和模拟走线的交叉，必要时进行垂直交叉。

总结

MUX508和MUX509模拟多路复用器以其卓越的性能和丰富的特性，为电子工程师在设计高精度、高可靠性的信号处理系统时提供了一个优秀的选择。无论是在工业自动化、数据采集还是其他领域，它们都能发挥重要作用。在实际设计过程中，我们需要充分考虑其电气特性和设计要点，以确保系统的最佳性能。大家在使用这两款器件时，有没有遇到过一些独特的挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。