探索TMUX1308A與TMUX1309A：高性能多路復(fù)用器的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)的廣闊領(lǐng)域中，多路復(fù)用器（MUX）是不可或缺的基礎(chǔ)元件，它能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的高效切換與傳輸，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)電子系統(tǒng)。今天，我們要深入探討的是德州儀器（TI）推出的TMUX1308A和TMUX1309A這兩款高性能多路復(fù)用器，它們?cè)谠O(shè)計(jì)上獨(dú)具匠心，擁有眾多出色特性，能為工程師們帶來(lái)全新的設(shè)計(jì)體驗(yàn)和解決方案。

文件下載：tmux1309a.pdf

產(chǎn)品概述

TMUX1308A和TMUX1309A屬于通用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）多路復(fù)用器。其中，TMUX1308A是一款8:1、單通道（單端）的多路復(fù)用器，而TMUX1309A則是4:1、雙通道（差分）的多路復(fù)用器。這兩款器件支持源（Sx）和漏（Dx）引腳之間從地（GND）到電源電壓（VDD）的雙向模擬和數(shù)字信號(hào)傳輸，憑借其出色的性能和豐富的特性，在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中都能大顯身手。

產(chǎn)品特性剖析

1. 寬電源范圍與低電容特性

這兩款器件的電源范圍極為寬泛，從1.62V到5.5V，這使得它們?cè)诓煌娫喘h(huán)境下都能穩(wěn)定工作，大大提高了設(shè)計(jì)的靈活性。同時(shí)，它們具有低導(dǎo)通電容的特點(diǎn)，能有效減少信號(hào)傳輸過(guò)程中的損耗和失真，確保信號(hào)的高質(zhì)量傳輸。

2. 雙向信號(hào)路徑與軌到軌操作

TMUX1308A和TMUX1309A支持雙向信號(hào)路徑，信號(hào)從源到漏或從漏到源都能實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)通，且兩個(gè)方向的信號(hào)路徑特性極為相似。這一特性使得它們既可以作為多路復(fù)用器使用，也能作為解復(fù)用器，支持模擬和數(shù)字信號(hào)的傳輸。此外，它們還具備軌到軌操作能力，信號(hào)路徑的輸入和輸出電壓范圍能從GND到VDD，能充分利用電源電壓范圍，提高信號(hào)處理的動(dòng)態(tài)范圍。

3. 1.8V邏輯兼容與故障安全邏輯

這兩款器件的所有邏輯控制輸入都支持1.8V邏輯兼容控制，即使在5.5V的電源電壓下，也能提供1.8V的邏輯控制。這一特性使得它們能與具有較低邏輯I/O軌的處理器直接接口，無(wú)需額外的外部電壓轉(zhuǎn)換器，從而節(jié)省了電路板空間和物料清單（BOM）成本。同時(shí)，它們還具備故障安全邏輯功能，控制輸入引腳（EN、A0、A1和A2）能在高達(dá)5.5V的電壓下正常工作，不受電源引腳狀態(tài)的影響，有效保護(hù)器件免受潛在損壞，降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

4. 高阻抗優(yōu)化與注入電流控制

TMUX1308A和TMUX1309A針對(duì)高阻抗負(fù)載進(jìn)行了優(yōu)化。在高阻抗負(fù)載應(yīng)用中，開(kāi)關(guān)輸入連接高阻抗輸出時(shí)，輸入側(cè)的RC時(shí)間常數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致輸出穩(wěn)定時(shí)間變長(zhǎng)。而這兩款器件通過(guò)降低RC時(shí)間常數(shù)，有效縮短了輸出穩(wěn)定時(shí)間。此外，它們還具備注入電流控制功能，能防止非活動(dòng)通道上的過(guò)壓事件影響活動(dòng)通道的信號(hào)。當(dāng)輸入電壓高于正電源（VDD + ΔV）或低于地（VSS）時(shí)，注入電流會(huì)通過(guò)內(nèi)部電路進(jìn)行處理，避免注入到導(dǎo)通通道中，從而保證測(cè)量的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的可靠性。

電氣特性詳解

1. 導(dǎo)通電阻

導(dǎo)通電阻（RON）是衡量多路復(fù)用器性能的重要指標(biāo)之一。TMUX1308A和TMUX1309A的導(dǎo)通電阻會(huì)隨輸入電壓和電源電壓的變化而變化。在不同的電源電壓下，它們的導(dǎo)通電阻表現(xiàn)良好，能確保信號(hào)傳輸?shù)牡蛽p耗。例如，在5V電源電壓下，導(dǎo)通電阻典型值為75 - 195Ω，能滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用的需求。

2. 泄漏電流

在開(kāi)關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，會(huì)存在源泄漏電流（IS(OFF)）和漏泄漏電流（ID(OFF)）。這兩款器件的泄漏電流非常小，在不同電源電壓下，源和漏的關(guān)斷泄漏電流典型值都在±1nA左右，能有效減少信號(hào)的泄漏和干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3. 電容特性

它們的輸入和輸出電容特性也十分出色。源和漏的關(guān)斷電容（CSOFF和CDOFF）以及導(dǎo)通電容（CSON和CDON）在不同電源電壓下都保持相對(duì)穩(wěn)定。例如，導(dǎo)通電容典型值為11 - 40pF，能確保信號(hào)的快速響應(yīng)和低失真。

4. 邏輯和動(dòng)態(tài)特性

邏輯輸入方面，輸入邏輯高（VIH）和輸入邏輯低（VIL）的閾值能適應(yīng)不同的電源電壓，確保邏輯信號(hào)的準(zhǔn)確識(shí)別。動(dòng)態(tài)特性方面，電荷注入（QINJ）、關(guān)斷隔離（OISO）、串?dāng)_（XTALK）和帶寬等指標(biāo)都表現(xiàn)優(yōu)異。例如，關(guān)斷隔離在不同電源電壓和頻率下都能達(dá)到 -90dB至 -110dB，有效減少了通道間的干擾。

應(yīng)用案例分析

1. 信號(hào)多路復(fù)用至集成ADC

在許多系統(tǒng)中，需要將多個(gè)輸入信號(hào)或傳感器信號(hào)監(jiān)測(cè)到一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）中。利用TMUX13xxA系列的多路復(fù)用器，能將各種信號(hào)多路復(fù)用到集成在微控制器（MCU）中的ADC上，從而減少系統(tǒng)成本。例如，在一個(gè)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，可以使用TMUX1308A將多個(gè)模擬溫度傳感器的信號(hào)依次連接到MCU的集成ADC上，通過(guò)控制地址線和使能引腳，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同傳感器信號(hào)的切換和采集。

2. 汽車(chē)應(yīng)用中的短接電池保護(hù)

在汽車(chē)電子系統(tǒng)中，多路復(fù)用器可能會(huì)遇到短接電池的情況，這對(duì)器件的可靠性和安全性提出了很高的要求。TMUX13xxA系列在這方面表現(xiàn)出色，通過(guò)合理選擇限流電阻（RLIM），能有效應(yīng)對(duì)不同的短接電池場(chǎng)景。例如，當(dāng)某個(gè)通道短接電池時(shí)，通過(guò)限流電阻將電流引導(dǎo)至地，避免電流注入電源軌，從而保護(hù)系統(tǒng)免受損壞。

設(shè)計(jì)建議

1. 電源供應(yīng)

TMUX1308A和TMUX1309A的電源范圍為1.62V至5.5V，但在使用時(shí)要注意不要超過(guò)絕對(duì)最大額定值。為了提高噪聲裕度和防止開(kāi)關(guān)噪聲傳播，建議使用電源去耦電容，將其放置在靠近器件電源引腳的位置，電容值范圍為0.1μF至10μF。

2. PCB布局

在PCB布局設(shè)計(jì)中，要盡量減少高速信號(hào)的過(guò)孔和拐角數(shù)量，以降低信號(hào)反射和阻抗變化。當(dāng)必須使用過(guò)孔時(shí)，要增大過(guò)孔周?chē)拈g隙尺寸，以減小電容。同時(shí)，要將敏感的模擬走線與數(shù)字走線分開(kāi)，避免平行布線和交叉布線，必要時(shí)采用垂直交叉布線方式。此外，要使用實(shí)心接地平面，以減少電磁干擾（EMI）噪聲的拾取。

總結(jié)

TMUX1308A和TMUX1309A憑借其豐富的特性、出色的電氣性能和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，為電子工程師們提供了一種高性能、高可靠性的多路復(fù)用器解決方案。無(wú)論是在工業(yè)自動(dòng)化、汽車(chē)電子還是消費(fèi)電子等領(lǐng)域，它們都能發(fā)揮重要作用，幫助工程師們簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、降低成本、提高系統(tǒng)性能。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們要充分了解它們的特性和應(yīng)用要求，合理選擇和使用這些器件，以實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)效果。你在使用多路復(fù)用器的過(guò)程中遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)？又有哪些獨(dú)特的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流！