2 級聯多路復用器時受影響的參數

導通電阻 (R_(ON))

多路復用器的導通電阻 (R_(ON)) 是多路復用器輸入與輸出之間的測量電阻。在仿真中，這可以建模為一個串聯的電阻器。該電阻在許多多路復用器特性（例如插入損耗、傳播延遲和帶寬）中發(fā)揮著重要作用。隨著 R_(ON) 的增加，這些規(guī)格的性能會降低。在級聯多路復用器時，通常優(yōu)先選擇具有較低 R_(ON) 的多路復用器，因為 R_(ON) 會隨著多路復用器數量的增加而線性增加。圖 2-1 展示了在信號通過 2 個多路復用器時插入損耗如何線性增加。請注意您如何在第 1 個多路復用器之后損失 5V 信號的 1X，在第 2 個多路復用器之后損失 2X。該模式持續(xù)到串聯的第 n 個多路復用器。

此處的一個關鍵區(qū)別是負載對 R_(ON) 的影響。無論負載如何，損耗都會線性累積；然而，在將一個多路復用器的輸出饋入高阻抗節(jié)點時，負載會抑制 R_(ON) 導致的損耗。這意味著在級聯到高阻抗負載時，R_(ON) 的影響較小，因為每個級聯級的損耗將至最低。相反，當系統具有較小的阻性負載時，最好使用 R_(ON) 較低的多路復用器，因為多路復用器的 R_(ON) 越高，每個多路復用器累積的損耗就越大。圖 2-2 突出顯示了在級聯多路復用器應用中使用 R_(ON) 較低的多路復用器（例如 TMUX1574）的優(yōu)勢。

上面中間和右側的圖突出顯示了在系統阻性負載較小時使用 TMUX1574 等 R_(ON) 較低的多路復用器（右側）相對于 R_(ON) 較高的多路復用器（中間）的優(yōu)勢。最左側的圖展示了在饋入高阻抗負載時多路復用器的 R_(ON) 如何產生較小的影響。大負載會抑制導通電阻，因此 R_(ON) 導致的損耗不是很大。

帶寬

多路復用器的帶寬是指可以通過多路復用器并且相對于直流增益的損耗不超過 -3dB 的信號頻率范圍。相對于直流插入損耗，這相當于剩余大約 70% 的信號。損耗與輸入信號的頻率相關。此處需要區(qū)分 -3dB 點和 -3dB 損耗點并了解這兩者之間的關鍵區(qū)別。下面的圖 2-4 展示了幾個示例來幫助理解該定義。在此處，直流增益在 -3dB 損耗點的測量位置發(fā)生變化。該點不會始終處于 -3dB，而是比直流插入損耗低 3dB。

請注意示例 2 的帶寬 (400MHz) 如何高于示例 1 (190MHz)，但總體損耗 (-3.8dB) 大于示例 1 (-3.1dB)。應查看給定工作頻率下的損耗是多少，因為僅憑帶寬無法確定損耗。通常，帶寬接近或等于工作頻率的多路復用器不適合更大限度地減小系統損耗。一種好的策略是在選擇多路復用器時，對于正弦波，使帶寬為奈奎斯特頻率的 1.5 倍至 2 倍（工作頻率的兩倍），對于方波，使帶寬為基頻（工作頻率）的 5 倍至 7 倍。這有助于使信號在通過多路復用器時保留更多。

為了幫助對帶寬進行仿真，可以使用導通電阻和導通電容將多路復用器有效建模為具有一些輸入電容的低通濾波器，如圖 2-5 所示。可以從數據表中獲取這些值。為了簡化建模，在表示導通電阻的電阻器的每一側將導通電容分為兩個部分。

隨著添加更多的多路復用器級來創(chuàng)建級聯網絡，這將創(chuàng)建一個階數更高的濾波器。隨著創(chuàng)建的濾波器的階數不斷增高，會從輸入信號中濾除更多的高頻分量。圖 2-6 展示了有關在添加第 2 個和第 3 個多路復用器級時 -3dB 帶寬如何減小的仿真結果。由于使用了高阻抗負載，因此我們可以估算直流損耗接近 0dB，可以在大約 -3dB 處畫出 -3dB 損耗點。

圖 2-6 顯示信號的衰減與級聯級中多路復用器的數量不成線性比例。相反，隨著添加更多的多路復用器，衰減變得不那么明顯。圖 2-7（高阻抗負載）和圖 2-8（低阻抗負載）展示了在從單個多路復用器增加到 8 個串聯多路復用器時的仿真結果。如前所述，多路復用器充當濾波器并表現出類似的特性。因此，當我們接近更高的階數時，我們應該會看到滾降的斜率更大。這反過來又抑制了較高的頻率并限制了帶寬。雖然低阻抗負載和高阻抗負載之間的 -3dB 帶寬是相似的，但在添加更多的多路復用器時，由于前面介紹導通電阻 (R_(ON)) 的部分中提到的導通電阻作用，低阻抗負載系統中的總損耗會變得更大。當在直流電平附近運行時，這一點更為突出。例如，在 100kHz 頻率以及高阻抗負載下，到第 8 個多路復用器，增益接近 0dB，相當于保留了大部分信號。在相同的頻率和低阻抗下，到第 8 個多路復用器，會損失將近 20% 的信號。