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便攜式產(chǎn)品中模擬開關(guān)的選擇要點(diǎn)

時(shí)間：2009-05-21 08:59:09

關(guān)鍵字：便攜式產(chǎn)品模擬開關(guān) 導(dǎo)通電阻隔離

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[導(dǎo)讀]在便攜式產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，一直以來，模擬開關(guān)主要作為音頻信號(hào)切換器使用。后來，隨著雙卡雙模手機(jī)的普及，模擬開關(guān)成了雙卡切換必備的選擇；最新的數(shù)字電視DVB，CMMB等在一定的條件下也需要使用模擬開關(guān)。那么選擇這些開關(guān)時(shí)需要注意哪些設(shè)計(jì)問題呢？

在便攜式產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，一直以來，模擬開關(guān)主要作為音頻信號(hào)切換器使用。后來，隨著雙卡雙模手機(jī)的普及，模擬開關(guān)成了雙卡切換必備的選擇；最新的數(shù)字電視DVB、CMMB等在一定的條件下也需要使用模擬開關(guān)。

低導(dǎo)通電阻往往是模擬開關(guān)在音頻切換時(shí)的主要選擇因素。值得注意的是，導(dǎo)通電阻是針對(duì)具體的V_CC 、V_IN(電壓輸入)及給定負(fù)載電流而指定的。在晶體管級(jí)，R_ON為器件長(zhǎng)度(L)、器件寬度(W)、電子與空穴遷移率、氧化層電容、門限電壓及信號(hào)電壓的函數(shù)。

R_ON會(huì)隨著供電電壓的增加而減小，圖1顯示了上海英聯(lián)的UM4684在不同電源電壓上所測(cè)得的R_ON。導(dǎo)通電阻平坦度(R_FLAT)即表示R_ON隨著V_IN 在0V至V_CC或 V- 至 V+)間變化而變化的情況，是引起THD的主要因素。

隔離度是用來衡量開關(guān)導(dǎo)通通道與關(guān)閉通道之間“噪聲”的指標(biāo)，在指定頻率上測(cè)量，是關(guān)閉通道輸入與輸出之間的耦合。串?dāng)_是模擬輸入通道與另一通道之間的交叉耦合，有兩種形式：鄰近通道與非鄰近通道。這兩種參數(shù)都以dB表示。在電路設(shè)計(jì)中，我們通常將串?dāng)_及隔離度指標(biāo)與帶寬一起考慮。某些模擬開關(guān)的輸入帶寬雖然高達(dá)數(shù)百兆赫，但是其帶寬指標(biāo)本身不是很有意義的。因?yàn)樵诟哳l情況下，關(guān)斷隔離和串?dāng)_指標(biāo)都明顯變壞。例如，在1MHz情況下，開關(guān)的關(guān)斷隔離典型值為70dB，串?dāng)_典型值為-85dB。由于這兩項(xiàng)指標(biāo)都按20dB/+倍頻下降，所以在100MHz時(shí)，關(guān)斷隔離降為30dB，而串?dāng)_增加為-45dB。因此，僅僅考慮帶寬是不夠的，必須考慮在所要求的高頻工作條件下這兩項(xiàng)指標(biāo)下降是否能滿足應(yīng)用的要求。

圖2中可以看出采用該改善技術(shù)的英聯(lián)UM3157模擬開關(guān)產(chǎn)品與普通同系列模擬開關(guān)產(chǎn)品在I_CCT上的顯著區(qū)別。

此外，英聯(lián)的低I_CCT系列模擬開關(guān)具有更低的VIH電平值，可以使用較低的控制電平實(shí)現(xiàn)開關(guān)的高電平切換控制。產(chǎn)品的這種特性大大減少了系統(tǒng)工程師設(shè)計(jì)電路的復(fù)雜性,特別是在供電電源和控制信號(hào)電平不匹配的便攜產(chǎn)品應(yīng)用中可以免除使用電平轉(zhuǎn)換模塊，從而有效降低了成本。以模擬開關(guān)用來切換音頻信號(hào)為例，如圖3所示，可以使用ASIC傳輸過來的1.8V電壓直接來控制UM3157的控制管腳，而不必采用電平轉(zhuǎn)移器也能在實(shí)現(xiàn)開關(guān)切換的同時(shí)達(dá)到很小的漏電流。此外，由于低I_CCT模擬開關(guān)不消耗很多功耗（大約1uA），且開關(guān)的導(dǎo)通電阻隨工作電壓的增加而降低，設(shè)計(jì)人員可以使用較高的供電電壓來達(dá)到更低的導(dǎo)通電阻。對(duì)于典型的音頻開關(guān)或USB應(yīng)用，低的導(dǎo)通電阻是非常重要的。

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