模拟开关ISL54230智在能手机中的应用

0 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+2．0～十5．5 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DPDT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 2．0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、USB／UART／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 2．0高速(480 Mbps)和全速(12 Mbps)数据速率；

◇可提供满足USB 2．0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1．8 V电压(+2．7～+3．6 V电源电压)；

◇可对开关提供高达+5．5 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 ISL54230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；

IN1～IN4：分别为l～4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6Ω开关通道3和通道4的公共A端；

COM_3B，COM_4B：分别为1Ω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USB2．0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。

3．1 开关控制

ISL54230包含四个开关，可通过USB2．0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1 Ω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 Ω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2．7～3．6 V时，ISL54230的引脚逻辑0应小于0．5V电压，引脚逻辑l则应大于1．4 V，因此，芯片的所有1．8 V逻辑引脚均可兼容到+3．3 V电源。

3．2 上电顺序及复位保护

ISL54230可以工作在2．0～+5．5 V的电源电压下，而对于USB应用，其电源电压范围应为+3．0～+5．5 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0．0l～0．1μF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1．4 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1．3 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，建议电路的电源电压范围为+2．0～+5．5 V，虽然在2．0 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。

3．3 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