CD4052B Analog Multiplexers/Demultiplexers

บทความนี้เป็นการเรียนรู้และทดลองต่อใช้งานไอซี CD4052B สำหรับนำไปใช้งานในวงจรมัลติเพล็กหรือดีมัลติเพล็กได้ถึง 8 ช่อง (Single 8-Channel Analog Multiplexer or Demultiplexer) ซึ่งไอซีเบอร์นี้จะมีเบอร์ใกล้เคียงคือ CD4051B และ CD4053B โดยมีลักษณะของการต่อใช้งานไม่ต่างกันมากนัก โดยไอซีตระกูลนี้จะเป็นกลุ่มอะนาลอกสวิตช์ด้วยกันทั้งหมดซึ่งสามารถเลือกนำไปใช้งานได้อย่างหลากหลาย

รูปที่ 1 แสดงตำแหน่งขาใช้งานสำหรับไอซี CD4052B [Picture ref.1]
รูปที่ 2 วงจรสวิตช์ภายในตัวไอซี CD4052B [Picture ref.3]
รูปที่ 3 บล็อกไดอะแกรมวงจรภายในไอซี [Picture ref.1]

ในรูปที่ 1 ถึงรูปที่ 3 แสดงตำแหน่งขาใช้งานสำหรับไอซี CD4052B, ลักษณะวงจรสวิตช์ภายในตัวไอซีและบล็อกไดอะแกรมวงจรภายใน ซึ่งช่วยให้เข้าใจการนำเอาไอซีไปใช้งานได้ง่ายยิ่งขึ้น

รูปที่ 4 สัญญาณควบคุมสวิตช์ภายในไอซี [Picture ref.3]
รูปที่ 5 ตัวอย่างการต่อใช้งานไอซี CD4052B [Picture ref.3]

รูปที่ 4 และ 5 เป็นการควบคุมการทำงานให้กับไอซีที่ขาต่างๆ เพื่อให้ทำงานตามที่ต้องการ และตัวอย่างการต่อวงจรให้กับไอซีเบื้องต้น ในส่วนของแหล่งจ่ายไฟเลี้ยง สัญญาณควบคุมและสัญญาณอินพุตและเอาต์พุต

CD4052B Analog Multiplexers/Demultiplexers
รูปที่ 6 ลักษณะเตรียมการทดลองไอซี CD4052B
CD4052B Analog Multiplexers/Demultiplexers
รูปที่ 7 การต่อวงจรสำหรับทดลองไอซี CD4052B

ในรูปที่ 6 และรูปที่ 7 เป็นการต่อวงจรให้กับไอซี CD4052B เพื่อทดลองการทดงาน โดยในการทดลองนี้จะใช้แหล่งจ่ายไฟเลี้ยงคู่ขนาด +5V,GND,-5V และใช้สัญญาณอินพุตในการทดลอง 3 แบบ คือ สัญญาณไฟฟ้ากระแสตรงบวก (+V), สัญญาณไฟฟ้ากระแสตรงลบ (-V) ดูวงจรทดลองในรูปที่ 8 และสัญญาณไซน์เวฟในรูปที่ 11

CD4052B Analog Multiplexers/Demultiplexers
รูปที่ 8 วงจรทดลองอินพุตด้วยสัญญาณไฟฟ้ากระแสตรงบวกและลบ
CD4052B Analog Multiplexers/Demultiplexers
รูปที่ 9 การทดลองป้อนแรงดันอินพุตบวกที่ 2.09V

ในรูปที่ 9 เป็นการป้อนสัญญาณไฟฟ้ากระแสตรงบวกขนาด 2.09V แล้ววัดสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตเพื่อสังเกตความแตกต่างที่เกิดขึ้น ซึ่งในรูปที่แสดงมัลติมิเตอร์ด้านซ้ายมือ (X0) จะวัดสัญญาณอินพุต ส่วนมัลติมิเตอร์ด้านขวามือ (OUT/X) วัดสัญญาณเอาต์พุตและผลที่ได้ใกล้เคียงกัน

CD4052B Analog Multiplexers/Demultiplexers
รูปที่ 10 การทดลองป้อนแรงดันอินพุตลบที่ -2.76V

ในรูปที่ 10 เป็นการป้อนสัญญาณไฟฟ้ากระแสตรงลบขนาด -2.76V แล้ววัดสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตเพื่อสังเกตความแตกต่างที่เกิดขึ้นเช่นกัน โดยมัลติมิเตอร์ด้านซ้ายมือจะวัดสัญญาณอินพุต ส่วนมัลติมิเตอร์ด้านขวามือวัดสัญญาณเอาต์พุต ผลที่ได้ใกล้เคียงกันเช่นเดิม

CD4052B Analog Multiplexers/Demultiplexers
รูปที่ 11 การทดลองไอซีด้วยการป้อนสัญญาณอินพุตไซน์เวฟ
CD4052B Analog Multiplexers/Demultiplexers
รูปที่ 12 ผลการทดลองเมื่อป้อนสัญญาณไซน์ที่ความถี่ 19.46Hz
CD4052B Analog Multiplexers/Demultiplexers
รูปที่ 13 ผลการทดลองเมื่อป้อนสัญญาณไซน์ที่ความถี่ 30.12kHz

ในรูปที่ 12 และ 13 เป็นการทดลองป้อนสัญญาณไซน์ที่ความถี่ 19.46Hz และ 30.12kHz และสังเกตลักษณะสัญญาณที่ได้ในรูปของการเลื่อนเฟสและแอมปริจูด โดยช่องสัญญาณที่ 1 (CH1) เป็นสัญญาณอินพุต (Y0) และช่องสัญญาณที่ 2 (CH2) เป็นสัญญาณเอาต์พุต (OUT/Y) ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานในย่านความถี่เสียงได้ดี

CD4052B Analog Multiplexers/Demultiplexers
รูปที่ 14 ลักษณะของการทดลองไอซี CD4052B

กับบทความการเรียนรู้และทดลองต่อใช้งานไอซี CD4052 นี้ เป็นการทดลองเพียง 1 ช่องสัญญาณเท่านั้น ซึ่งไอซี CD4052 สามารถใช้งานได้ถึง 4 ช่อง คือ X0-X3 และ Y0-Y3 ด้วยการเลือกสัญญาณที่ต้องการจากขาควบคุม A และ B นั้นเอง โดยเราสามารถนำไอซีเบอร์นี้ไปใช้งานได้ทั้งในกลุ่มอะนาลอกถึงย่านความถี่เสียงได้ดี และกลุ่มดิจิตอลโดยเฉพาะการใช้ร่วมกับบอร์ดควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ต่างๆ เป็นต้น

Reference

  1. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4052b.pdf
  2. https://www.ti.com/lit/an/szza030e/szza030e.pdf
  3. https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/mc14051b-d.pdf
  4. https://www.slideshare.net/slideshow/cd4051-ti/238918232