模拟输入输出路径中的多路复用器和单刀双掷模拟开关设计 以及参考学习书籍《高速系统与模拟输入输出设计:实战指南》

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日期:2024-11-09

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作品总结

模拟输入路径设计:确保系统稳定运行的奥秘

在工程技术领域,模拟输入路径的设计对于确保系统的稳定运行至关重要。今天,我们将深入探讨这一领域的关键技术和重要发展趋势,为您揭示背后的奥秘。

模拟输入路径中的AC/DC耦合功能是一个重要的环节,它允许用户去除信号中的直流分量。这一功能通过特定的电路设计实现,其中包括一个使用模拟多路选择器(mux)和电阻分压器的衰减阶段。这种设计思路的巧妙之处在于,它能够在信号被施加到输入端之前,确保组件或子系统的电源已经稳定上升。这对于那些不具有过压容忍输入功能的集成电路来说尤为重要。

为了实现这一目标,系统设计师在VCC1电源轨上使用了电阻分压器,该电源轨正在逐步上升。电阻分压器的RC时间常数进一步延迟了单刀双掷(SPDT)总线开关选择引脚上的电压上升。通过精心选择R1、R2和C的值,可以确保在A到B2的路径建立之前,VCC1已经达到其标称值。这样一来,就可以防止在设备/系统通电之前,输入输出(I/O)上存在信号,从而避免可能的损坏或不稳定情况。

在电源供应方面,大多数系统都配备有通用的3.3V或5V电源轨,可以为该设备的VCC引脚供电。如果这种电源不可用,那么可以使用开关模式电源(SMPS)或线性稳压器(LDO)从另一个电压轨为该设备提供电源。

在布局方面,德州仪器(TI)推荐尽可能缩短信号线的长度。当信号线长度超过1英寸时,TI还建议使用微带线或带状线技术。这些走线必须根据应用要求设计为50Ω或75Ω的特征阻抗。此外,不要将该设备放置得离高压开关组件太近,因为它们可能会干扰设备的正常运行。

综上所述,模拟输入路径的设计涉及多个关键技术和细节。通过精心设计和布局,可以确保系统的稳定运行和性能优化。希望本文能够为您提供有用的技术信息和启示,助您在工程技术领域取得更大的成就。


《高速系统与模拟输入输出设计:实战指南》深度解读

在工程技术领域,一本名为《高速系统与模拟输入输出设计(High-Speed System and Analog Input/Output Design)》的新版教科书正以其丰富的实战经验和深入浅出的讲解方式,吸引着众多学生和工程师的目光。该书由稻田大学(Rice University)的谭同特(Thanh T. Tran)博士撰写,基于他十多年教授高速数字和模拟设计课程的经验,以及三十多年从事高速系统设计工作的积累,其中包括数字信号处理(DSP)、计算机和嵌入式系统中的信号与电源完整性等关键领域。

这本书为学生和在职工程师提供了关于高速数字和模拟设计的实战指导。谭博士首先介绍了优秀的高速数字和模拟设计实践,这些实践能够最大限度地减少组件和系统噪声,确保系统设计的成功。他详细阐述了在设计过程中应遵循的准则,旨在降低噪声和辐射,避免常见陷阱,同时提高质量和可靠性。

书中充满了关于设计和系统仿真的实用技巧,这些技巧有助于最小化后期重新设计的成本和产品发货的延误。书中贯穿了以音频、视频、模拟滤波器、DDR内存和电源供应为重点的实战设计示例,让读者能够直观地理解并掌握这些关键领域的设计要点。

此外,谭博士还提供了一种实用的方法来设计多吉赫兹高速串行总线(如USB-C、PCIe、HDMI、DP),并演示了如何使用S参数模型来模拟印刷电路板的插入损耗和回波损耗。这一部分内容对于从事高速系统设计工作的工程师来说,无疑是一个巨大的福音,因为它能够帮助他们更准确地预测和优化系统的性能。

《高速系统与模拟输入输出设计》不仅是一本教科书,更是一本实战指南。它以其丰富的实战经验、深入浅出的讲解方式和实用的设计技巧,为读者提供了一条通往高速系统设计领域的捷径。无论是初学者还是有一定经验的工程师,都能从这本书中获得宝贵的启示和收获。随着科技的不断发展,高速系统设计领域正迎来越来越多的挑战和机遇,而这本书正是帮助读者应对这些挑战、抓住机遇的有力工具。

SN74LVC1G3157:灵活高效的1.65V至5.5V单刀双掷模拟开关

SN74LVC1G3157单刀双掷(SPDT)模拟开关具有出色的性能和广泛的应用范围。这款开关专为1.65V至5.5V的VCC操作电压设计,能够轻松应对各种复杂的电路环境。

SN74LVC1G3157不仅具备处理模拟信号的能力,还能处理数字信号,这使其在信号处理领域具有极高的灵活性。它允许信号幅度高达VCC(峰值)的信号在任意方向上传输,这一特性使得它在信号门控、斩波、调制/解调(调制解调器)以及模拟-数字和数字-模拟转换系统的信号复用等应用中表现出色。

在功能描述方面,SN74LVC1G3157的1.65V至5.5V供电操作使其能够在由不同逻辑电平组成的多种系统中正常工作,实现轨到轨的信号切换。根据控制输入的不同,B1通道或B2通道会被激活。当控制输入为低电平时,B1通道被选中;当控制输入为高电平时,B2通道被选中。这种设计使得工程师可以根据实际需求灵活选择信号通道。

此外,SN74LVC1G3157的灵活性还体现在其广泛的应用场景中。它不仅可以用于模拟音频路由、上电监测、内存共享等电路,还可以在其他多种电路中发挥重要作用。为了更详细地了解这款开关的应用,工程师们可以参考SN74LVC1G3157和SN74LVC2G53 SPDT模拟开关的相关资料。

在使用注意事项方面,虽然SN74LVC1G3157的输入可以是模拟或数字信号,但德州仪器(TI)建议工程师在VCC达到6.3节所述水平之前不要施加任何信号。此外,根据信号类型和规格的不同,应使用适当的终端电阻。同时,选择引脚不应悬空,而应使用可被GPIO驱动的电阻进行上拉或下拉。

多功能TMUX405x系列多路复用器:解锁24V宽电压范围应用新可能

在TMUX405x系列的多路复用器(MUX)系列器件,包括TMUX4051、TMUX4052和TMUX4053三款,均采用了互补金属氧化物半导体(CMOS)技术,专为满足各种通用需求而设计。

首先,让我们来了解一下这三款多路复用器的具体配置。TMUX4051是一款8选1的单通道多路复用器,而TMUX4052则是4选1的双通道版本,至于TMUX4053,它则是2选1的三通道开关。这样的设计使得它们能够灵活地应用于多种场景,从电池测试到家用电器,无所不能。

更为值得一提的是,TMUX405x系列设备在电源供应方面展现出了极高的灵活性。它们可以支持单电源(5V至24V)、双电源(最高±12V)或不对称电源(如VDD=12V,VSS=-5V)等多种供电方式。这一特点使得它们能够轻松应对各种复杂的电压环境,从而大大拓宽了应用范围。

在信号传输方面,TMUX405x系列同样表现出色。它们支持在源(Sx)和漏(Dx)引脚之间传输双向模拟信号,信号范围从VSS到VDD。这意味着,无论是在正向还是反向传输中,信号都能保持稳定和清晰。此外,所有逻辑输入都采用了1.8V逻辑兼容阈值,这意味着当它们在有效电源电压下工作时,既能与TTL逻辑兼容,也能与CMOS逻辑兼容。这一特性使得TMUX405x系列在与其他数字电路进行连接时更加便捷和高效。

总的来说,TMUX405x系列多路复用器以其宽电压范围、灵活的电源供应方式、双向模拟信号传输以及兼容多种逻辑电平的特点,成为了工程师们在设计各种电子设备时的得力助手。它们不仅为电池测试、家用电器等领域提供了可靠的解决方案,还为更多创新应用的诞生奠定了坚实的基础。随着技术的不断发展,相信TMUX405x系列多路复用器将会在未来的工程技术领域中发挥更加重要的作用。


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