ADG2128：高性能 I2C 控制的 8×12 模擬開關(guān)陣列

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，模擬開關(guān)陣列起著至關(guān)重要的作用，它能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的靈活切換和路由。ADG2128 作為一款出色的模擬開關(guān)陣列，具有諸多優(yōu)秀特性，下面就為大家詳細(xì)介紹。

文件下載：EVAL-ADG2128EBZ.pdf

產(chǎn)品概述

ADG2128 是一款 8×12 的模擬交叉點(diǎn)開關(guān)，擁有 96 個(gè)開關(guān)通道，且具有雙向特性，其行和列可靈活配置為輸入或輸出。它采用 I2C 兼容接口，支持標(biāo)準(zhǔn)、全速和高速（3.4 MHz）I2C 接口，能實(shí)現(xiàn)任意開關(guān)的同時(shí)組合，還可使用 LDSW 命令同時(shí)更新多個(gè)開關(guān)，并且具備 RESET 選項(xiàng)可將所有開關(guān)通道復(fù)位。該器件采用 32 引腳、5 mm×5 mm 的 LFCSP_VQ 封裝。

產(chǎn)品特性與優(yōu)勢(shì)

接口與速度

• I2C 兼容性：支持 I2C 接口，方便與其他設(shè)備進(jìn)行通信和控制，并且提供 3.4 MHz 高速 I2C 選項(xiàng)，滿足高速數(shù)據(jù)傳輸需求。
• 雙緩沖輸入邏輯：能夠同時(shí)更新多個(gè)開關(guān)，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和效率。

性能指標(biāo)

• 帶寬：高達(dá) 300 MHz 的帶寬，可處理高頻信號(hào)，適用于多種高速應(yīng)用場(chǎng)景。
• 低導(dǎo)通電阻：最大導(dǎo)通電阻為 35 Ω，能有效減少信號(hào)傳輸過程中的損耗。
• 低靜態(tài)電流：靜態(tài)電流小于 20 μA，降低了功耗，延長(zhǎng)了設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

工作條件

• 電源靈活性：可在雙 ±5 V 或單 +12 V 電源下工作，適應(yīng)不同的電源環(huán)境。
• 溫度范圍廣：有不同版本適用于不同的溫度范圍，如 B 版本適用于 -40°C 至 +85°C，Y 版本適用于 -40°C 至 +125°C，滿足工業(yè)和汽車等不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

應(yīng)用領(lǐng)域

ADG2128 的應(yīng)用范圍十分廣泛，包括但不限于以下幾個(gè)方面：

• AV 設(shè)備：在電視、AV 接收器等設(shè)備中用于音頻和視頻信號(hào)的切換。
• 汽車領(lǐng)域：適用于汽車信息娛樂系統(tǒng)，為車內(nèi)的音頻、視頻和數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的信號(hào)切換。
• 監(jiān)控系統(tǒng)：在 CCTV 系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的切換和管理。
• 醫(yī)療設(shè)備：如超聲應(yīng)用中，可對(duì)信號(hào)進(jìn)行精確的路由和切換。
• 測(cè)試與通信：用于測(cè)試設(shè)備、電信應(yīng)用和 PBX 系統(tǒng)等，確保信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸和切換。

技術(shù)參數(shù)詳解

電氣特性

• 模擬開關(guān)參數(shù)：在不同電源電壓和溫度條件下，對(duì)模擬信號(hào)范圍、導(dǎo)通電阻、導(dǎo)通電阻匹配、導(dǎo)通電阻平坦度、泄漏電流等參數(shù)都有詳細(xì)的規(guī)定。例如，在 (V{DD}=12 ~V pm 10 %)，(V{ss}=0 ~V) 的條件下，導(dǎo)通電阻 (R_{ON}) 在不同溫度和輸入電壓下有不同的值。
• 動(dòng)態(tài)特性：包括開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 (t{ON})、開關(guān)斷開時(shí)間 (t{OFF})、總諧波失真加噪聲（THD + N）、電源抑制比（PSRR）、-3 dB 帶寬等參數(shù)，這些參數(shù)反映了開關(guān)的動(dòng)態(tài)性能和信號(hào)處理能力。
• 邏輯輸入輸出參數(shù)：對(duì)邏輯輸入的高電壓 (V{INH})、低電壓 (V{INL})、泄漏電流 (I{IN})、電容 (C{IN}) 以及邏輯輸出的低電壓 (V_{OL}) 等參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)說明，確保與其他邏輯電路的兼容性。

I2C 時(shí)序規(guī)范

規(guī)定了在不同模式（標(biāo)準(zhǔn)模式、快速模式、高速模式）下的 I2C 時(shí)序參數(shù)，如串行時(shí)鐘頻率 (f{SCL})、SCL 高電平時(shí)間 (t{1})、SCL 低電平時(shí)間 (t{2})、數(shù)據(jù)建立時(shí)間 (t{3})、數(shù)據(jù)保持時(shí)間 (t_{4}) 等，保證了 I2C 通信的穩(wěn)定性和可靠性。

絕對(duì)最大額定值

對(duì)電源電壓、模擬輸入、數(shù)字輸入、連續(xù)電流、工作溫度范圍、存儲(chǔ)溫度范圍、結(jié)溫等參數(shù)給出了絕對(duì)最大額定值，使用時(shí)必須嚴(yán)格遵守這些參數(shù)，以避免設(shè)備損壞。

工作原理與操作方法

控制方式

通過 I2C 接口對(duì) ADG2128 進(jìn)行控制。其 7 位從地址的高 4 位固定為 1110，低 3 位由引腳 A0、A1、A2 的狀態(tài)決定，最多可將 8 個(gè)該設(shè)備連接到同一串行總線上。

復(fù)位功能

RESET 引腳為低電平時(shí)，所有開關(guān)打開，相應(yīng)寄存器清零。同時(shí)，設(shè)備具有上電復(fù)位功能，確保上電時(shí)所有開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，內(nèi)部寄存器清零。

負(fù)載開關(guān)（LDSW）

LDSW 是一個(gè)高電平有效命令，有透明模式和鎖存模式兩種。透明模式下，寫入新數(shù)據(jù)后開關(guān)位置立即改變；鎖存模式下，除最后一個(gè)字外，寫入每個(gè)字時(shí) LDSW 設(shè)為 0，最后一個(gè)字時(shí)設(shè)為 1，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)開關(guān)的同時(shí)更新。

讀回功能

在標(biāo)準(zhǔn)模式和快速模式下，可通過讀回功能檢查開關(guān)狀態(tài)，這對(duì)于系統(tǒng)調(diào)試非常有用。

讀寫操作

• 寫入操作：寫入時(shí)需先發(fā)送地址字節(jié)和 (R / overline{W}) 位，開關(guān)通過拉低 SDA 確認(rèn)準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，隨后發(fā)送兩個(gè) 8 位字。只有與數(shù)據(jù)字節(jié)中對(duì)應(yīng)位的開關(guān)狀態(tài)會(huì)改變，其他開關(guān)保持原有狀態(tài)。
• 讀取操作：分為兩步，首先選擇要讀取的 X 線，寫入相應(yīng)的 I2C 地址和 (R / overline{W}) 位為 0，告知設(shè)備要讀取該 X 線連接的 8 個(gè)開關(guān)狀態(tài)；然后再次發(fā)送 I2C 地址，將 (R / overline{W}) 位設(shè)為 1 進(jìn)行讀取，返回的前 8 位數(shù)據(jù)為 0，后 8 位為對(duì)應(yīng) Y 線的開關(guān)狀態(tài)。

評(píng)估板使用

ADG2128 評(píng)估板方便設(shè)計(jì)師輕松評(píng)估該開關(guān)陣列的高性能。評(píng)估套件包含已裝配和測(cè)試的印刷電路板，可通過 USB 接口連接到 PC，也可作為獨(dú)立評(píng)估板使用。配套軟件可讓用戶通過 USB 端口輕松對(duì) ADG2128 進(jìn)行編程，并且評(píng)估板可使用單電源或雙電源供電。

綜上所述，ADG2128 以其豐富的特性、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和靈活的操作方式，成為電子工程師在設(shè)計(jì)模擬開關(guān)系統(tǒng)時(shí)的理想選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求合理選擇合適的型號(hào)和工作條件，充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)。大家在使用 ADG2128 過程中遇到過哪些有趣的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。