智能手机用八通道模拟开关ISL54230及其应用

1、智能手机用八通道模拟开关isl54230及其应用摘要：isl54230是intersil公司生产的新型四通道双极双掷(dpdt)模拟开关，该器件带有良好的esd保护功能，可广泛用于蜂窝移动电话、pda、数码相机和摄像机、usbuart音频开关等。文中介绍了isl54230的主要特点、引脚功能和应用方法，给出了isl54230的典型应用电路。关键词：双极双掷；通道开关；智能手机；isl54230o 引言isl54230是intersil公司生产的新型四通道双极双掷(dpdt)模拟开关，它采用+20十55 v单电源工作。该芯片内部包括有可配置成4个dpdt单元的8个单极双掷(spdt)开关，每个d

2、pdt单元均可用逻辑输入信号进行独立控制。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usb 20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。1 isl54230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

3、、usbuart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usb 20高速(480 mbps)和全速(12 mbps)数据速率； 可提供满足usb 20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18 v电压(+27+36 v电源电压)； 可对开关提供高达+55 v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。2 isl542

4、30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； in1in4：分别为l4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6开关通道3和通道4的公共a端； com_3b，com_4b：分别为1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

5、关端； vdd：电源端口； gnd：接地端。3 isl54230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usb20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。31 开关控制isl54230包含四个开关，可通过usb20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(480 mbps)。其中

6、1 开关是传输8 mhz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6 开关则是传输音频或数据信号的最好选择，其带宽高达100 mhz，同时可保持较低的ron thd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2736 v时，isl54230的引脚逻辑0应小于05v电压，引脚逻辑l则应大于14 v，因此，芯片的所有18 v逻辑引脚均可兼容到+33 v电源。32 上电顺序及复位保护isl54230可以工作在20+55 v的电源电压下，而对于u

7、sb应用，其电源电压范围应为+30+55 v，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00l01f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14 v以前提前打开电路开关。事实上，isl54230有一个100 mv的滞后，因此，只有在电源电压跌破13 v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

8、电路的电源电压范围为+20+55 v，虽然在20 v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。33 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55 v时其传输信号高于+55 v并无多大不良影响，isl

9、54230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usb20模式下的525v vbus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。34 usb开关设计isl54230的4个usb fs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30 v电源，这些开关在6 标称阻抗时，具有ov400mv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usb fs(12 mbps

10、)和usb hs(480mbps)差分信号的。35 逻辑控制引脚设计isl54230带有oe1、oe2和in1in4等六个逻辑控制引脚。in1in4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voex05 v时，oex为“0” (低电平)； 当voex14 v时，oex为逻辑“1”(高电平)； 当vinx05 v时，inx为逻辑“0” (低电平)； 当vinx14 v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