česky english Vítejte, dnes je pátek 21. červen 2024

Spínání pod kontrolou i v analogové rovině

DPS 3/2024 | Články
Autor: Ing. Jan Robenek
spínání pod kontrolou_úvod_WEB.jpg

Spínání či přepínání tvoří nedílnou součást mnoha elektronických obvodů.

V případě březnových novinek od společnosti Nexperia budeme znovu skloňovat analogové systémy, větší počet kanálů, nízká napětí nebo i potřeby automobilového průmyslu.

Jednoduše, ale i spolehlivě

Obvody nové generace s označením NMUX1308 (SP8T-Z) a také NMUX1309 (2x SP4T-Z) zde počítají s osmi nebo také dvakrát čtyřmi analogovými spínači, které se s výhodou uplatní při monitorování nebo např. ochraně zapojení využívajících mj. 1,8V úrovně. Série multiplexerů nebo i demultiplexerů počítá s verzemi navrženými pro automobily (AEC-Q100, +125 °C, včetně možnosti automatizované optické kontroly AOI), stejně jako klasickými prvky (-40 °C až +85 °C), které zase využijeme ve spotřebních či průmyslových aplikacích, třeba pro účely diagnostiky.

S nasazením analogových spínačů se ale často pojí dodatečné posuny úrovní, protože si řídicí obvody s napájením součástky jednoduše „nesednou“. To ale u novinek řady NMUX130x v žádném případě neplatí, protože jejich řízení s podporou prahových úrovní 1,8V logiky nezávisí na konkrétním napájecím napětí. Zmíněné vývody v provozu navíc ustojí až 5,5 V. Výrobce kromě toho zapracoval i na bezpečnosti a řeší např. stavy před zapnutím či po vypnutí, takže se v kontextu posloupnosti napájení vyhneme omezením, pokud jde o analogové spínače a různé napájecí hladiny pro dále připojený mikrokontrolér, analogově-číslicový převodník apod.

S tím jde ruku v ruce i způsob řízení, který obecně počítá s možnou injekcí proudu. Něco takového se může vyskytovat v systémech s napětím analogové části stiženým špičkami, za kterými zase stojí šíření signálu na větší vzdálenosti a samozřejmě i rostoucí indukčnosti. Ať se již budeme pohybovat v kladných, či záporných úrovních, pokaždé zde hrozí poškození součástky, resp. napěťová odchylka u signálu samotného. Integrované obvody pro takové účely zapracovaly systém, který zmíněné projevy, nyní již s minimálním vlivem, pokud jde o posun v napájecím napětí, odpor v sepnutém stavu či změny měřeného analogového napětí, „stahuje“ přes polem řízený tranzistor k zemi. Zmíněné řízení je přitom aktivní pro veškeré analogové piny, ať již máme daný kanál vybraný, či nikoli, a ještě se přitom obejdeme bez vnějších přepěťových prvků složených např. z rezistorů a diod.

V případě univerzálně použitelných obvodů NMUX1308, jejichž blokové schéma vidíme i s ukázkou možného využití na obrázku, se bude konkrétně jednat o analogový spínač s technologií CMOS a osmi obousměrnými kanály, pracující v napěťovém rozsahu od 1,5 V až do 5,5 V. Výrobce zde zmiňuje též kompatibilitu se stávajícími standardními strukturami 4851 či 4051. V zapojení nás bude zajímat společný vstup/výstup (Z) provázaný s osmi nezávislými vstupy či výstupy (Y0 až Y7). Všechny piny pro analogové signály jsou tedy obousměrné a zvládnou napětí v rozsahu od GND až po VCC. Řízení pak zajišťuje čtveřice vývodů. Konkrétní výběr mají na starosti piny S0, S1 a S2, zatímco vývod E dokáže vše dále anulovat a kanály přitom odpojit.

Odkazy:

[1] https://www.nexperia.com/about/news-events/press-releases/Nexperia-unveils-Next-Gen-Low-Voltage-Analog-Switches