探索TMUX7348F與TMUX7349F：高性能模擬多路復(fù)用器的卓越之選

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，選擇合適的模擬多路復(fù)用器至關(guān)重要。它不僅影響著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，還與整個(gè)項(xiàng)目的成本和效率息息相關(guān)。今天，我們就來深入探討一下TI推出的兩款優(yōu)秀的模擬多路復(fù)用器——TMUX7348F和TMUX7349F。

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器件概述

TMUX7348F和TMUX7349F是現(xiàn)代互補(bǔ)金屬 - 氧化物半導(dǎo)體（CMOS）模擬多路復(fù)用器，分別采用8:1（單端）和4:1（差分）配置。這兩款器件的一大亮點(diǎn)就是其廣泛的電源適應(yīng)性，它們既可以使用雙電源（±5 V至±22 V），也能采用單電源（8 V至44 V），甚至不對(duì)稱電源（如(V{DD}=12 V)，(V{SS}=-5 V)）也能正常工作。這種靈活性使得它們?cè)诟鞣N不同的應(yīng)用場(chǎng)景中都能游刃有余。

關(guān)鍵特性剖析

1. 寬電源范圍

雙電源供電時(shí)，范圍為±5 V至±22 V；單電源供電時(shí)，范圍是8 V至44 V。如此寬泛的電源范圍，為工程師在設(shè)計(jì)不同電壓需求的系統(tǒng)時(shí)提供了極大的便利，無需為了適配特定的電源而進(jìn)行復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。

2. 集成故障保護(hù)

• 過壓保護(hù)：源極到電源或源極到漏極的過壓保護(hù)可達(dá)±85 V，一般過壓保護(hù)為±60 V，電源關(guān)閉時(shí)也能提供±60 V的保護(hù)。這意味著在面對(duì)常見的電壓故障時(shí)，器件能夠有效地保護(hù)自身和下游電路，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
• 可調(diào)過壓觸發(fā)閾值：(V{FP})可在3 V至(V{DD})之間調(diào)節(jié)，(V{FN})可在0 V至(V{SS})之間調(diào)節(jié)。工程師可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，靈活設(shè)置過壓觸發(fā)閾值，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的保護(hù)。

  3. 中斷標(biāo)志

  中斷標(biāo)志能夠指示整體和特定故障通道的信息。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，工程師可以通過這些標(biāo)志快速定位問題所在，及時(shí)采取措施進(jìn)行修復(fù)，減少系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間。

  4. 非故障通道持續(xù)工作

  在過壓情況下，非故障通道仍能以低泄漏電流繼續(xù)工作。這一特性保證了系統(tǒng)在部分通道出現(xiàn)故障時(shí)，其他正常通道依然能夠穩(wěn)定運(yùn)行，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的基本功能。

  5. 閂鎖免疫

  通過器件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)閂鎖免疫。閂鎖是一種可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障甚至損壞的現(xiàn)象，而該器件的閂鎖免疫特性使得它能夠在惡劣的工作環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行，避免了因閂鎖問題帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

  6. 邏輯兼容性

  支持1.8 - V邏輯，并且具有故障安全邏輯，最高可達(dá)44 V，獨(dú)立于電源。這使得器件能夠與各種不同邏輯電平的處理器輕松接口，無需額外的邏輯電平轉(zhuǎn)換電路，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程。

  7. 先斷后通開關(guān)

  先斷后通的開關(guān)特性避免了在開關(guān)切換過程中出現(xiàn)信號(hào)短路的問題，確保了信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

  8. 封裝優(yōu)勢(shì)

  采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的TSSOP和更小的WQFN封裝。對(duì)于對(duì)PCB空間要求較高的應(yīng)用，WQFN封裝能夠有效地節(jié)省空間；而TSSOP封裝則具有更好的通用性和焊接便利性。

應(yīng)用領(lǐng)域

這兩款器件的應(yīng)用非常廣泛，涵蓋了多個(gè)工業(yè)和測(cè)試領(lǐng)域：

• 工廠自動(dòng)化和控制：在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中，需要對(duì)多個(gè)傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行精確控制和信號(hào)采集。TMUX7348F和TMUX7349F的高可靠性和故障保護(hù)功能，能夠確保系統(tǒng)在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。
• 可編程邏輯控制器（PLC）：PLC常用于工業(yè)自動(dòng)化控制，需要處理大量的模擬輸入信號(hào)。這兩款器件可以有效地將多個(gè)傳感器的信號(hào)切換到單個(gè)ADC進(jìn)行處理，減少了系統(tǒng)中的組件數(shù)量，降低了成本和復(fù)雜度。
• 模擬輸入模塊：在模擬輸入模塊中，需要對(duì)不同的模擬信號(hào)進(jìn)行選擇和處理。TMUX7348F和TMUX7349F的寬電源范圍和高精度特性，能夠滿足模擬輸入模塊對(duì)信號(hào)處理的要求。
• 半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備：半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備對(duì)測(cè)試精度和可靠性要求極高。這兩款器件的低泄漏電流和高精度開關(guān)特性，能夠確保測(cè)試信號(hào)的準(zhǔn)確性，提高測(cè)試結(jié)果的可靠性。
• 電池測(cè)試設(shè)備：在電池測(cè)試過程中，需要對(duì)電池的電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。TMUX7348F和TMUX7349F可以方便地切換不同的測(cè)試通道，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量。
• 伺服驅(qū)動(dòng)控制模塊：伺服驅(qū)動(dòng)控制模塊需要對(duì)多個(gè)控制信號(hào)進(jìn)行精確控制。這兩款器件的快速開關(guān)特性和低延遲性能，能夠滿足伺服驅(qū)動(dòng)控制模塊對(duì)信號(hào)響應(yīng)速度的要求。
• 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAQ）：DAQ系統(tǒng)需要采集多個(gè)傳感器的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。TMUX7348F和TMUX7349F可以作為信號(hào)選擇開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)傳感器信號(hào)的高效采集。

電氣特性分析

1. 絕對(duì)最大額定值

了解器件的絕對(duì)最大額定值是確保其安全工作的關(guān)鍵。該器件的電源電壓、引腳電壓、電流等參數(shù)都有明確的最大額定值限制。例如，源輸入引腳（Sx）電壓到地的范圍為 - 65 V至65 V，這就要求工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須確保輸入信號(hào)的電壓在這個(gè)范圍內(nèi)，否則可能會(huì)損壞器件。

2. 熱信息

熱信息對(duì)于評(píng)估器件在不同工作條件下的散熱性能至關(guān)重要。TMUX7348F和TMUX7349F在不同封裝下的熱阻參數(shù)不同，如在TSSOP封裝下，結(jié)到環(huán)境的熱阻為84.3 °C/W；在WQFN封裝下，結(jié)到環(huán)境的熱阻為35.3 °C/W。工程師可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，選擇合適的封裝，并采取相應(yīng)的散熱措施，確保器件在安全的溫度范圍內(nèi)工作。

3. 推薦工作條件

推薦工作條件為工程師提供了器件正常工作的最佳參數(shù)范圍。例如，電源電壓差（(V{DD}-V{SS})）推薦在8 V至44 V之間，這有助于工程師合理設(shè)計(jì)電源電路，保證器件的性能和穩(wěn)定性。

4. 電氣特性參數(shù)

• 模擬開關(guān)：導(dǎo)通電阻（(R_{ON})）在不同的輸入電壓和溫度條件下有不同的表現(xiàn)。在常見的工作范圍內(nèi)，導(dǎo)通電阻較為穩(wěn)定，這對(duì)于保證信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性非常重要。
• 邏輯輸入/輸出：邏輯控制輸入引腳電壓（EN、A0、A1、A2）的范圍為0 V至44 V，邏輯輸出引腳（SF、FF）電壓的范圍為0 V至6 V。這些參數(shù)決定了器件與外部邏輯電路的接口兼容性。
• 電源：欠壓鎖定（UVLO）閾值電壓等參數(shù)，確保了器件在電源電壓不穩(wěn)定時(shí)能夠正常工作。例如，當(dāng)電源電壓低于欠壓鎖定閾值時(shí)，器件會(huì)自動(dòng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，避免因電源問題導(dǎo)致的故障。

設(shè)計(jì)與布局建議

1. 電源設(shè)計(jì)

為了提高電源的噪聲免疫力，建議在(V{DD})和(V{SS})引腳與地之間使用0.1 μF至10 μF的去耦電容。同時(shí)，要注意電源的上電順序，正電源（(V{DD})）應(yīng)先于正故障軌（(V{FP})）上電，負(fù)電源（(V{SS})）應(yīng)先于負(fù)故障電壓軌（(V{FN})）上電。這樣可以確保器件在啟動(dòng)過程中的穩(wěn)定性。

2. PCB布局

• 去耦電容：在(V{DD})和(V{SS})與地之間連接0.1 μF至10 μF的去耦電容，建議使用0.1 μF和1 μF的電容組合，并將最小容量的電容盡量靠近引腳放置。這樣可以有效地濾除電源中的高頻噪聲，提高器件的抗干擾能力。
• 輸入線：盡量縮短輸入線的長(zhǎng)度，減少信號(hào)傳輸過程中的干擾和衰減。
• 接地平面：使用實(shí)心接地平面，有助于散熱和減少電磁干擾（EMI）噪聲的拾取。同時(shí)，要避免敏感的模擬走線與數(shù)字走線平行，盡量減少數(shù)字和模擬走線的交叉，必要時(shí)采用垂直交叉的方式。

總結(jié)

TMUX7348F和TMUX7349F憑借其廣泛的電源范圍、強(qiáng)大的故障保護(hù)功能、豐富的特性以及良好的電氣性能，成為了電子工程師在設(shè)計(jì)模擬多路復(fù)用電路時(shí)的理想選擇。無論是在工業(yè)自動(dòng)化、測(cè)試設(shè)備還是其他領(lǐng)域，這兩款器件都能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供可靠的信號(hào)切換和處理能力。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，工程師需要充分了解器件的特性和參數(shù)，結(jié)合具體的應(yīng)用場(chǎng)景，合理設(shè)計(jì)電路和布局，以充分發(fā)揮器件的性能優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

你在使用這兩款器件的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題或者有趣的設(shè)計(jì)思路呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。