模擬開關(guān)斷電保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)健的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
模擬開關(guān)可用于眾多的應(yīng)用系統(tǒng)中,包括手機(jī)、PDA之類的便攜式手持設(shè)備以及計(jì)算機(jī)、顯示器之類的消費(fèi)電子設(shè)備。無論應(yīng)用中涉及的是音頻、視頻、USB還是控制信號,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員經(jīng)常都會碰到這樣的情況：開關(guān)在未加電前其輸入就已經(jīng)出現(xiàn)非零信號。在輸入信號過壓的情況下,采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)技術(shù)的模擬開關(guān)很容易在輸入端上形成意外的假信號 (缺乏斷電信號隔離措施) 和造成漏電流超標(biāo)。由于開關(guān)在未加電時缺乏信號隔離措施,這種假信號會漏過開關(guān),從而擾亂系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集或處理。 而電流泄漏則是個更嚴(yán)重的問題,會導(dǎo)致設(shè)備失效和產(chǎn)品返修。為此,飛兆半導(dǎo)體為其最新的模擬開關(guān)產(chǎn)品開發(fā)了專門的斷電保護(hù) (Power-Off Protection) 電路,使模擬開關(guān)不但能夠承受過壓,而且能確保在斷電時保證信號隔離。本文會闡述出現(xiàn)這類過壓的一些常見應(yīng)用情形,并詳細(xì)討論標(biāo)準(zhǔn)的模擬開關(guān)如何響應(yīng)這個事件。最后,本文還將從數(shù)據(jù)信號通道和可靠性的角度,探討這種斷電保護(hù)功能如何克服這些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)保護(hù)。
斷電保護(hù)功能的一個示例
在數(shù)種常見的情形下,都要求模擬開關(guān)在未加電時提供信號隔離功能。其中之一是系統(tǒng)的上電時序,除此之外,其它的應(yīng)用情形如進(jìn)行熱插拔和瞬時信號阻斷操作,以及系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,也都需要斷電保護(hù)。在系統(tǒng)上電時,一些系統(tǒng)功能必須比另一些先上電,這通常是因?yàn)橐獫M足不同的電壓要求,故需多條內(nèi)部電源走線來實(shí)現(xiàn)。一般來說,要取得最好的開關(guān)性能,模擬開關(guān)應(yīng)該用電平最高的電源走線。這就意味著使用較低VCC的部件 (如系統(tǒng)處理器) 會比旁邊那些使用較高電壓的模擬芯片先完成上電。
舉例說,如果用模擬開關(guān)作控制數(shù)據(jù)選擇路由,且通用輸入/輸出 (GPIO) 控制器比模擬開關(guān)先完成上電,那么該控制器就會在開關(guān)完成上電前向其輸入送出一個信號。而模擬開關(guān)必須完成上電,才能確保按照控制輸入進(jìn)入正確的功能狀態(tài)。對于標(biāo)準(zhǔn)的模擬開關(guān)來說,在加電未完成前,它不一定能正確處理輸入端出現(xiàn)的正電平數(shù)據(jù)信號。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員通常都會意識到這種上電時序失配,并指望模擬開關(guān)此時能將輸入與輸出隔離。除非模擬開關(guān)設(shè)計(jì)了專門的電路來保障上電前的這種信號隔離,否則將會有信號漏過開關(guān)。漏過開關(guān)的信號會導(dǎo)致錯誤的邏輯狀態(tài),使得系統(tǒng)啟動程序出錯。漏過開關(guān)的信號甚至?xí)瑫r出現(xiàn)在單刀雙擲開關(guān)的兩個輸出引腳上,而不論輸出有效引腳 (OE) 和選中引腳 (S) 處于什么狀態(tài)。
