开关与多路复用器常见问题解答

wangmigooo 在 2014-4-25 建立的文件
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1. 问:使用单电源工作时,ADG1612好像无法正常发射双极性信号。当信号降至地电压以下时,信号发生削波。如何避免这种情况?

答:在器件采用单电源供电时,如果源极引脚或漏极引脚上的模拟输入信号降至基板电压(Gnd)以下,则内部ESD保护二极管将开始导通。发生这种情况时,您会看到,ON通道上发生失真或削波现象,OFF通道出现电流。另外,OFF开关可能处于导通状态。为关闭该开关,必须使Vgs < Vtn ( ~ 0.7v)。最低电压被施加到栅极(这里是GND)。然而,如果S/D降至栅极电压以下,则会得到正Vgs,该通道将开始导电。

您可以通过DC偏置绕过上述情况,使负信号偏置至GND以上。或者,可以使用ADG4612,采用单电源时,这款器件可以传输最低-5.5V的双极性信号。更多信息请参阅ADG4612数据手册。

http://www.analog.com/zh/switchesmultiplexers/analog-switches/adg4612/products/product.html

 

2. 问:当模拟开关的数字控制引脚连接至供电轨时,需要使用串行限流电阻吗?
答:ADGxxx系列中的模拟开关的数字控制引脚是以正供电轨和地为参考的。如果用户想把这些引脚直接连接到对应的供电轨上,以便设置施加于这些引脚的逻辑电平,则不需要使用串行限流电阻,因为控制引脚兼容CMOS逻辑,不需要任何电流驱动。

 

3. 问:对于ADG9xx宽带CMOS开关,其插入损耗是什么,是如何定义的?
答:插入损耗(IL)是在开关处于开启状态时,开关输入端口与输出端口之间的信号衰减量。插入损耗以分贝为单位,应该尽量小,以提高功率传输。

计算插入损耗的通用公式如下:

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其中:S21为正向透射系数,在开关端口2至端口1之间测得,这两个端口以50 Ω纯阻性负载端接。注意,S12也可在假定器件具有对称性的情况下使用。

能将大于0.5 V的直流偏置电压用于ADG9xx宽带CMOS开关吗?
答:将0.5v的直流偏置电压用到ADG9xx宽带CMOS开关会使功率处理能力提高到16dBm。将其提高到0.5v以上,随着信号的增大,开关的Ron会呈指数级增加。下图展示了Ron变化与输入电压的关系。可见,大于0.5 V的直流信号会增加开关上的损耗。就像标准CMOS开关一样,应用于开关输入端的信号不得超过VDD电源电压。

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4. P1dB1-dB压缩点)的意思是什么?

答:P1dB1 dB压缩点)是开关插入损耗比低电平值增加1 dB时的RF输入功率电平。它是测量开关RF功率处理能力的一项指标。举例来说,ADG9181 GHz情况下的P1dB17 dBm,其中,VDD = 2.5 V。这就是说,如果在低功率输入信号下,1 GHz时的插入损耗为0.8 dB,则在应用17 dBm的输入信号时,插入损耗为1.8 dB

 

5. 问:如何将一个直流偏置应用到ADG9xx开关的RF输入上?
答:给RF输入增加一个小直流偏置会提高ADG9xx开关的功率处理能力。0.5V的直流会使功率处理能力提高至16dBm。要减少通过输入端的端接电阻的任何电流消耗,最好把偏置加到输出(RFC)端。这是最佳做法,尤其是低功耗便携式应用。如果下游电路无法容许直流偏置,则需要在RF输出端添加隔直电容。

6. 问:ADG9xx开关系列支持负电源电压吗?

答:在GND(地)引脚上有负信号时,只要VDDGND符合–0.5 V+4 V的绝对最大额定值指标ADG9xx系列即可正常工作。请注意,以这种方式运行器件时,会使内部端接置于这个新的GND电位下——在某些应用中,这是不合适的。

7. 问:CMOS宽带开关解决方案相对于砷化镓的主要优势是什么?

答:GaAs开关一般需要采用隔直电容与RF端口串联,实际上,是使芯片相对于直流地有效浮动,以便通过正控制电压来控制开关。ADG9xx系列等宽带开关则不存在这种要求,消除了带宽下降问题,消除了电容对整体系统性能的影响,同时也消除了GaAs解决方案存在的额外空间和成本问题。不使用隔直电容时,ADG9xx器件可以在直流以上维持低插入损耗(0.5 dB)ADG9xx系列不但是一种更小、效率更高的设计解决方案,而且所需功耗也更低,在所有电压和温度条件下,功耗还不到1 uA

8. 问:LFCSP封装上,封装底部的裸露焊盘是否与内部的什么东西相连?我需要把它连接到什么上?

答:裸露焊盘连接到基板Vss。因此,为了获得最好的散热效果,建议将该焊盘连接到Vss电源上。如果不考虑散热,可以将焊盘悬空。

9. 问:什么是反射式开关?

答:反射式开关与吸收式开关相同,只是后者使用的是50Ω的分流电阻,而前者使用的是分流电阻。ADG902 (SPST)ADG919 (SPDT)ADG936R(双通道SPDT)和ADG904R (SP4T)四款器件都是反射式开关。反射式开关适用于允许高端口外VSWR的应用,这种开关还具有某种其他不错的性能特征。反射式开关一般用于在系统中其他地方提供匹配的应用。多数情况下,吸收式开关可以替代反射式开关,但反过来则不然。

 

10. 问:ADG901ADG918ADG936ADG904四款开关都提供吸收式选项。它们都是什么,适用于哪些应用?

答:ADG901 (SPST)ADG918 (SPDT)ADG936(双通道SPDT)和ADG904 (SP4T)四款器件都被描述为吸收式(匹配)开关,因为它们具有片内50Ω端接分流引脚。下图展示了ADG918吸收式开关的内部配置。

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吸收式开关各个端口均具有良好的阻抗匹配表现,因此,其回波损耗(或电压驻波比(VSWR))性能也不错,不受开关模式的影响。应该用于OFF通道需要适当的后部端接的应用,以维持良好的回波损耗性能。可见,吸收式开关非常适合要求尽量减少RF源回波反射的应用。它还可确保将最大功率传输到50Ω系统中的负载上。同时需要指出,串行分流开关配置还有助于提高关断隔离效果。

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