基于智能手机用八通道模拟开关ISL54230及其应用方案Word下载.docx

基于智能手机用八通道模拟开关ISL54230及其应用方案Word下载.docx

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通过这种灵活的配置能够在内部芯片和外部连接器引脚之间进行USB、UART、以及用于蓝牙物理层的PCM、SIM卡电源，数据和音频信号的切换和路由。

特别是，ISL54230能够使双基带芯片访问两个SIM卡中的其中一个，同时把未用SIM卡的电源关闭而进入零功耗状态。

另外，通过ISL54230的双端口USB2．0高速2：

1复用器，还可使USB连接器与多个基带的多媒体处理器芯片进行连接。

1ISL54230的主要特点

ISL54230小尺寸，设计灵活，可使设计者对双模、双待操作的手机中的不同类型信号的路由进行优化，故可广泛用于蜂窝／移动电话、PDA、数码相机和摄像机、USB／UART／音频开关等信号的连接。

ISL54230的关键技术特性如下：

◇每个端口都支持USB2．0高速（480Mbps）和全速（12Mbps）数据速率；

◇可提供满足USB2．0标准的短路和过压保护功能。

无需额外的外部器件；

◇可进行高速UART和PCM数据线切换以及轨到轨模拟信号的切换；

◇兼容1．8V电压（+2．7～+3．6V电源电压）；

◇可对开关提供高达+5．5V的过压保护；

◇双口输出控制可提高应用的灵活性和易用性，当闲置时，可选择性地对开关进行关闭；

◇所有信号引脚均可承受大于8kV的静电放电。

以便在SIM卡插入和移出时，保护系统免受ESD危害；

◇操作温度范围为-40℃～+85℃。

2ISL54230的引脚功能

ISL54230开关芯片采用TQFN小型封装，图1所示是其引脚排列图。

图2为其内部连接功能图。

芯片各引脚的功能如下：

OE1，OE2：

分别为1、2通道开关的使能控制端；

IN1～IN4：

分别为l～4通道开关输入选择端；

COM_lA，COM_2A：

分别为HS开关通道l和通道2的公共A端；

COM_1B，COM_2B：

分别为HS开关通道1和通道2的公共B端；

COM_3A，COM_4A：

分别为6Ω开关通道3和通道4的公共A端；

COM_3B，COM_4B：

分别为1Ω开关通道3和通道4的公共B端；

NC_1A（B）～NC_4A（B）：

8个常闭开关端；

NO_1A（B）～NO_4A（B）：

8个常开开关端；

VDD：

电源端口；

GND：

接地端。

3ISL54230的应用

ISL54230是一个多协议交换机，它包含8个开关，可配置成四个双刀双掷开关。

它的每一个双刀双掷开关都可由一个独立逻辑引脚来控制。

ISL54230有四个开关，可通过USB2．0接口方式传递模拟或数字音频信号。

FSL54230有36球栅WLCSP封装和32引脚TQFN封装，可用于手机和PDA等小尺寸应用。

图3所示是：

ISL54230的典型应用电路。

3．1开关控制

ISL54230包含四个开关，可通过USB2．0接口模式全速和高速传输模拟／数字信号。

USB开关能以最小的波形和相位失真来传输高带宽的USB标准信号（480Mbps）。

其中1Ω开关是传输8MHz带宽信号的理想开关，由于其开关阻抗很低，因而可大大降低功耗；

而6Ω开关则是传输音频或数据信号的最好选择，其带宽高达100MHz，同时可保持较低的RONTHD性能。

除了可用4个独立的逻辑控制引脚来控制每一个双刀双掷开关外，ISL54230还包含两个OE逻辑引脚。

通过OE引脚的控制，可为用户提供高

度灵活的信号路由开关。

此外，当供电电压范围为2．7～3．6V时，ISL54230的引脚逻辑0应小于0．5V电压，引脚逻辑l则应大于1．4V，因此，芯片的所有1．8V逻辑引脚均可兼容到+3．3V电源。

3．2上电顺序及复位保护

ISL54230可以工作在2．0～+5．5V的电源电压下，而对于USB应用，其电源电压范围应为+3．0～+5．5V，以确保适当的USB数据线信号电平。

此外，还应在电路的工作电源引脚连接0．0l～0．1μF的去耦电容，以滤除电源噪声。

适当的上电顺序可保护ISL54230不会出现故障。

ISL54230内部集成有上电复位（POR）电路，可防止电源电压在达到1．4V以前提前打开电路开关。

事实上，ISL54230有一个100mV的滞后，因此，只有在电源电压跌破1．3V时，ISL54230才关闭电路。

该滞后功能可防止开关的输入信号在还没有传递到输出设备时，工作电压就已经达到复位条件，从而保证开关信号的完整。

通过复位电路还可在IC电压降低到复位门限以下时，对开关提供保护。

因此，建议电路的电源电压范围为+2．0～+5．5V，虽然在2．0V的电源电压下，器件仍然可以工作，但是，复位门限和电源电压之间的噪声容限将会减少。

这样，瞬态电压就可能触发复位而使器件意外关闭。

3．3过压过流保护

ISL54230具有过压保护功能。

该器件内含ESD保护二极管，可为端点到地之间提供一个偏置通路。

当开关器件端口上的负压较大时，通过

这些二极管可以释放较大的ESD电流，从而起到ESD保护的功能。

因此，ISL54230端口上的信号不应为负压，也就是说，不能超过ISL54230的

“绝对最大额定值”。

当ISL54230的电源电压小于ESD保护电路许可的5．5V时．其传输信号高于+5．5V并无多大不良影响，ISL54230的ESD保护功能可允许信号电压超出工作电源VDD，它不会在开关电路上诱导较大的电流，因此这一功能适用于USB2．0模式下的5．25VVbus短路线到USB信号线的短路保护。

应当注意，当电源电压高于复位门限且VBUS发生故障时，如果逻辑控制引脚设置为开启状态。

那么，VBUS信号将被传递到开关的其他端口。

3．4USB开关设计

ISL54230的4个USBFS和HS的开关均为双向模拟开关，可以最小的失真来轨对轨地传输信号。

对于一个3．0V电源，这些开关在6Ω标称阻抗时，具有OV～400mV的信号范围。

低电容和高带宽使其成为USB应用的理想选择。

他们是专门设计用于传输USBFS（12Mbps）和USBHS（480

Mbps）差分信号的。

3．5逻辑控制引脚设计

ISL54230带有OE1、OE2和IN1～IN4等六个逻辑控制引脚。

IN1～IN4可独立控制每个双刀双掷开关和两个OEX使能脚。

这些逻辑控制引脚可以确定这个开关的状态。

其中OE控制引脚的真值表如表1所列。

表2是其输入选择真值表。

这两个表给出了ISL54230的引脚开关控制操作方法。

当OEx控制引脚为逻辑低电平时，开关在COM2x和COM3x在IN2和IN3的控制下分别处于开关触发状态。

当OEx控制引脚为逻辑高电平时，所有的开关状态都在INX的控制下触发开关状态。

其他开关的状态均可以此为例并依照表1和表2进行设置。

ISL54230的逻辑控制电平如下：

当VOEx≤0．5V时，OEx为“0”（低电平）；

当VOEx≥1．4V时，OEx为逻辑“1”（高电平）；

当VINx≤0．5V时，INx为逻辑“0”（低电平）；

当VINx≥1．4V时，INx为逻辑“1”（高电平）。

4结束语

ISL54230的每个DPDT开关单元均可用逻辑输入信号进行独立控制。

这种灵活的配置方法能够对内部芯片和外部连接器引脚之间的USB、UART、蓝牙物理层的PCM、SIM卡电源／数据和音频信号进行切换和路由。

特别是，ISL54230能够让双基带芯片访问两个SIM卡中的其中一个，

同时把未用SIM卡的电源关闭，以使其进入零功耗状态。

因此，ISL54230无疑是用于手机的理想开关连接器件。

-全文完-