회사 블로그 ADI ADG731 단일 칩 CMOS 32채널 직렬 제어 아날로그 멀티플렉서

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.에서 ADI 공급ADG731모놀리식 CMOS 32채널 직렬 제어 아날로그 멀티플렉서.

나.ADG731제품 개요
그만큼ADG731고성능 단일 칩 CMOS 32채널 직렬 제어 아날로그 멀티플렉서입니다. 단일 칩 통합 설계를 채택하고 32개의 단일 종단 아날로그 신호 입력과 단일 공통 신호 출력을 갖춘 32:1 신호 스위칭 아키텍처를 실현합니다. 이는 다중 채널 아날로그 신호 수집, 감지 및 제어 시스템의 핵심 구성 요소입니다. 이 칩은 기존 멀티플렉서 병렬 주소 제어의 번거로운 설계를 버리고 SPI와 호환되는 3선 직렬 인터페이스를 갖추고 있어 하드웨어 배선 및 주요 제어 리소스 점유를 크게 단순화합니다. 동시에 성숙한 CMOS 기술을 사용하여 낮은 온 임피던스, 낮은 신호 왜곡 및 높은 스위칭 속도의 균형을 유지하므로 산업 등급의 정밀 아날로그 신호 스위칭 시나리오에 완벽하게 적합합니다.
 

그만큼ADG73148-TQFP 패키지를 사용하여 크기가 작고 방열 성능이 뛰어나며 -40℃ ~ +85℃의 산업 등급 온도 범위를 포괄합니다. 광범위한 단일/이중 전원 공급 장치를 지원하며 휴대용 장치, 산업용 측정 및 제어, 계측기와 같은 다양한 전원 공급 장치 아키텍처를 갖춘 시스템에 유연하게 적응할 수 있습니다. 다중 채널 아날로그 신호 다중 스위칭 시나리오에 선호되는 장치입니다.

II. 핵심 기능 및 아키텍처 특징ADG731
1. 채널 아키텍처 설계
그만큼ADG73132개의 독립적으로 제어 가능한 아날로그 스위칭 채널이 특징이며 단일 종단 입력 및 공통 출력 아키텍처를 채택합니다. 5비트 이진 주소 코딩을 사용하여 32개 채널 모두의 정확한 게이팅을 달성하므로 한 번에 하나의 채널만 연결할 수 있으므로 채널 간 신호 혼선을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 모든 아날로그 채널은 Rail-to-Rail 신호 전송을 지원하여 전원 공급 장치 전압의 동적 범위를 최대화하고 저전압 소신호 및 기존 진폭 아날로그 신호의 스위칭 요구 사항에 적응합니다.

2. 직렬 제어 인터페이스
기존의 병렬 주소 지정 멀티플렉서와 ​​달리ADG731클록 핀, 데이터 입력 핀, 칩 선택 핀으로 구성된 표준화된 3선 SPI 호환 직렬 인터페이스가 장착되어 있어 많은 양의 메인 제어 GPIO 리소스가 필요하지 않습니다. 마스터 컨트롤러는 시리얼 시프트를 통해 5비트 채널 주소 코드를 입력함으로써 해당 채널의 연결을 정확하게 제어할 수 있습니다. 직렬 통신 로직은 간단하고 호환성이 높으며 STM32, FPGA 및 DSP와 같은 주류 임베디드 마스터 컨트롤러에 직접 연결할 수 있어 다중 채널 스위칭 시스템의 하드웨어 배선 및 프로그램 개발 어려움을 크게 단순화합니다. 한편, 인터페이스는 명확한 높고 낮은 레벨 임계값과 강력한 간섭 방지 기능을 갖춘 표준 TTL/CMOS 로직 레벨을 지원합니다.

3. 모놀리식 통합 CMOS 공정의 장점
그만큼ADG731모든 아날로그 스위치, 디코딩 로직, 드라이버 회로 및 직렬 인터페이스 회로를 통합하는 고성능 CMOS 프로세스를 사용하여 제조됩니다. 외부 보조 장치 없이 신호 스위칭 기능을 독립적으로 달성할 수 있어 통합 수준이 매우 높습니다. 다중 칩 및 개별 스위치로 구축된 다중 채널 스위칭 회로와 비교하여 단일 칩 아키텍처는 시스템 크기, 전력 소비 및 배선 복잡성을 효과적으로 줄이는 동시에 개별 장치의 일관성 저하 및 낮은 안정성 문제를 방지하여 다중 채널 신호 스위칭의 일관성과 신뢰성을 보장합니다.

III. 주요 전기 성능 매개변수ADG731
그것의 우수한 전기 매개변수로,ADG731고정밀, 저손실, 저간섭 아날로그 신호 스위칭을 달성합니다. 핵심 성능 매개변수는 다음과 같으며 모든 지표는 업계 표준 테스트 조건을 기반으로 합니다.

- 전원 공급 특성: 1.8V~5.5V의 단일 전원 공급 전압과 ±2.25V~±2.75V의 이중 전원 공급 대칭 전원 공급 장치로 광범위하고 유연한 전원 공급 장치를 지원합니다. 저전압 휴대용 장비 및 기존 산업용 측정 및 제어 시스템과 호환되며 저전압 전원 공급 모드에서도 완벽한 성능을 유지할 수 있습니다.
- 온-임피던스 특성: 일반적인 온-저항은 4Ω에 불과하며, 온-저항의 평탄도는 0.5Ω 정도로 낮습니다. 32개 채널의 온저항 일관성이 뛰어나 신호 전송 전압 강하 및 진폭 왜곡을 최소화하고 다중 채널 신호 획득의 정확성 일관성을 보장할 수 있습니다.
- 동적 신호 성능: - 최대 18MHz의 3dB 신호 대역폭으로 저주파에서 중간 고주파 아날로그 신호까지의 스위칭 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 일반적인 스위칭 지연 시간은 42ns이고 스위칭 응답 속도가 빠르므로 고속 다중 채널 신호 획득 시나리오에 적합합니다.
- 낮은 간섭 특성: 전하 주입은 1pC에 불과하며 스위칭 과정에서 디지털 회로에서 아날로그 링크까지 간섭 펄스가 매우 작습니다. 일반적인 차단 누설 전류는 250pA이며, 전도되지 않은 채널의 신호 누설은 매우 낮습니다. 채널 누화 억제 기능은 -72dB에 도달하여 채널 간의 신호 간섭을 효과적으로 제거하고 약한 아날로그 신호의 획득 정확도를 보장합니다.
- 누설 전류 및 절연 성능: 온 상태의 누설 전류는 매우 작으며, 전체 온도 범위의 누설 전류는 나노암페어 수준으로 제어되므로 신호 전송 손실이 크게 줄어들고 고정밀 약한 신호 감지 시나리오에 적합합니다.
- 작업 환경: 산업 등급 작업 온도 범위 -40℃ ~ +85℃, 고온 및 저온 환경에서 전기 매개변수 안정성이 뛰어나며 열악한 산업 현장 조건에 적응할 수 있습니다.

IV.ADG731작동 원리 및 제어 논리
ADG731의 핵심 작업 논리는 "직렬 주소 디코딩 + 단일 채널 게이팅"이며 전반적인 작업 흐름은 명확하고 효율적입니다. 시스템 전원이 켜진 후 칩은 내부 회로 초기화를 완료하고 기본적으로 모든 아날로그 채널이 꺼진 상태로 대기 모드에 있습니다. 주 제어 장치는 3선 직렬 인터페이스를 통해 5비트 채널 주소 데이터를 비트 단위로 칩에 전송합니다. 주소 데이터는 칩 내부의 직렬 시프트 레지스터에 의해 래치된 후 디코딩 회로로 전송되어 디코딩을 완료합니다.

분석된 주소 신호를 기반으로 디코딩 회로는 해당하는 하나의 아날로그 채널을 정확하게 게이트화하고 나머지 31개 채널은 꺼진 상태로 유지하여 32:1 아날로그 신호 스위칭을 달성합니다. 외부 아날로그 신호는 전도성 채널을 통해 공통 출력 단자로 전송된 후 ADC 샘플링 회로, 연산 증폭 회로 등 백엔드 처리 모듈에 연결될 수 있습니다. 채널 전환이 필요할 때 메인 컨트롤러는 새 주소 코드를 다시 보내고 칩은 자동으로 원래 채널을 끄고 새 채널을 켜서 신호 경로 전환을 완료합니다. 스위칭 프로세스는 안정적이고 결함이 없습니다. 낮은 전하 주입 특성과 결합되어 스위칭 시 신호 간섭을 효과적으로 피할 수 있습니다.
한편, 칩에는 연결하기 전에 연결을 끊는 스위칭 타이밍 특성이 있어 채널 전환 중 신호 단락 및 링크 충돌을 효과적으로 방지하여 시스템 안정성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

V. 일반적인 응용 시나리오ADG731
다중 채널 통합, 낮은 왜곡, 낮은 간섭 및 제어 용이성이라는 핵심 이점을 활용하여ADG731다음과 같은 핵심 애플리케이션 시나리오를 통해 다양한 다중 채널 아날로그 신호 수집 및 제어 시스템에 널리 사용됩니다.

1. 산업용 다채널 데이터 수집 시스템
산업 온도, 압력, 습도, 전압, 전류 등 아날로그 센서 신호의 다중 채널 수집 시나리오에서ADG73132채널 센서 신호 입력을 확장할 수 있습니다. 단일 칩은 다중 채널 신호 시간 공유 스위칭을 달성하고 고정밀 ADC로 다중 채널 데이터 샘플링을 완료하여 산업용 측정 및 제어 보드의 회로 설계를 크게 단순화하고 시스템 통합 및 감지 정확도를 향상시킵니다.

2. 정밀 기기 및 시험 장비
이는 여러 아날로그 테스트 신호를 스위칭하고 게이팅하기 위해 오실로스코프, 신호 분석기, 임피던스 테스터 및 고정밀 멀티미터와 같은 정밀 테스트 장비에 사용됩니다. 극도로 낮은 온-임피던스, 최소한의 신호 왜곡, 누화 억제 기능을 통해 원래 신호 특성을 최대한 보존하여 장비의 감지 정확도와 측정 일관성을 보장합니다.

3. 배터리 관리 및 전원 감지 시스템
전원 배터리 팩 및 에너지 저장 전원 공급 장치의 다중 노드 전압 및 전류 감지 시스템에서 배터리 팩의 각 개별 셀에 대한 시뮬레이션 매개변수는 시분할 방식으로 32개 채널을 통해 수집되어 배터리 상태를 실시간으로 모니터링합니다. 저전압 및 저잡음 특성은 약한 배터리 신호의 감지 요구 사항에 맞게 조정될 수 있으며 배터리 관리 시스템의 모니터링 신뢰성을 보장합니다.

4. 휴대용 측정 및 제어 장비
넓은 전압 전원 공급 장치, 낮은 전력 소비 및 작은 크기의 장점을 활용하여 휴대용 데이터 기록기 및 휴대용 테스트 장비와 같은 경량 제품에 적합합니다. 제한된 장비 공간 내에서 다중 채널 신호 수집 기능을 달성하는 동시에 전체 전력 소비를 줄이고 배터리 수명을 향상시킵니다.

6.ADG731하드웨어 설계 및 적용 시 주의사항
1. 전원 공급 장치 설계
전원 공급 장치에는 0.1μF 고주파 디커플링 커패시터와 10μF 고용량 필터 커패시터가 칩의 전원 핀 및 접지에 가깝게 장착되어 전원 공급 장치의 고주파 리플과 저주파 변동을 필터링하고 아날로그 신호 간섭으로 인한 전원 공급 장치 잡음을 방지해야 합니다. 이중 전원 공급 장치로 전원을 공급하는 경우 양극 및 음극 전원 공급 장치가 대칭이고 접지가 안정적인지 확인하여 전위 오프셋으로 인한 신호 왜곡을 방지해야 합니다.

2. 신호 배선
아날로그 입력 채널 배선은 디지털 시계 및 전원 공급 장치와 같은 간섭이 심한 케이블에서 멀리 떨어져 가능한 한 짧고 직선이어야 하며, 아날로그 및 디지털 채널은 아날로그 링크에 디지털 노이즈가 결합되는 것을 방지하기 위해 단일 접지 지점을 공유해야 합니다. 32개의 입력 트레이스는 일관된 배선 길이와 임피던스를 유지하여 모든 채널에서 일관된 신호 전송을 보장합니다.

3. 직렬 인터페이스 설계
SPI 직렬 통신 케이블의 임피던스 매칭은 신호 반사 및 간섭을 줄여 정확한 주소 데이터 전송을 보장합니다. 고속 스위칭 시나리오에서 통신 클록 주파수는 스위칭 속도와 통신 안정성의 균형을 유지하도록 합리적으로 구성되어 데이터 오류로 인한 채널 게이팅 이상을 방지합니다.

4. 열 방출 및 작동 조건 적응
48-TQFP 패키지는 뛰어난 방열 성능을 가지며 정상적인 작동 조건에서는 추가적인 방열 구조가 필요하지 않습니다. 고온 및 고부하 시나리오에서는 구리 클래딩 영역을 적절하게 늘려 열 방출 효율을 향상시키고 칩이 전체 온도 범위 내에서 안정적으로 작동하도록 보장할 수 있습니다.

7. 요약ADG731제품 장점
ADI의 클래식 32채널 직렬 아날로그 멀티플렉서로서,ADG731높은 통합성, 우수한 신호 성능, 쉬운 제어 및 높은 안정성이라는 네 가지 핵심 이점을 자랑합니다. 기존 병렬 제어 멀티플렉서와 ​​비교하여 직렬 인터페이스는 주요 제어 리소스와 배선 공간을 크게 절약합니다. 개별 스위치 조합 회로에 비해 모놀리식 아키텍처는 일관성이 더 높고, 전력 소비가 낮으며, 부피가 더 작습니다. 매우 낮은 온-임피던스, 전하 주입 및 누화는 정밀한 아날로그 신호 스위칭 시나리오에 완벽하게 적합합니다.

성숙한 프로세스, 안정적인 성능 및 광범위한 적응성을 갖춘ADG731산업 측정 및 제어, 정밀 기기, 에너지 테스트, 휴대용 장비 등 다양한 분야에서 다중 채널 아날로그 신호 스위칭을 위한 핵심적으로 선호되는 장치가 되었습니다. 시스템 설계의 어려움을 효과적으로 줄이고 장비의 감지 정확도와 작동 신뢰성을 향상시킵니다.