ADG513BRZ

Введение

Перед нами высокопроизводительный аналоговый коммутатор от компании Analog Devices, предназначенный для прецизионной коммутации сигналов в современных электронных системах. Данный компонент представляет собой четырехканальный КМОП-коммутатор с конфигурацией каналов типа SPST (Single Pole Single Throw), выполненный в компактном корпусе SOIC-16 для поверхностного монтажа, на что указывает суффикс BRZ. Особенностью ADG513BRZ является наличие четырех независимых нормально замкнутых (NC) ключей с общим управлением, что позволяет одновременно коммутировать четыре аналоговых сигнала одним управляющим сигналом. Это устройство широко используется в измерительном оборудовании, системах безопасности, медицинских приборах и промышленной автоматике, где требуется синхронная коммутация нескольких сигналов с обеспечением безопасного состояния при отключении питания.

Основные характеристики

Рассматриваемый компонент отличается низким сопротивлением в открытом состоянии около 45 Ом, что обеспечивает минимальное искажение передаваемого сигнала. Время переключения составляет приблизительно 140 наносекунд, позволяя использовать коммутатор в системах с умеренными требованиями к быстродействию. Устройство функционирует в диапазоне питающих напряжений от ±5В до ±15В и способно коммутировать сигналы в широком диапазоне амплитуд. Ток утечки в закрытом состоянии не превышает 1 нА при комнатной температуре, обеспечивая высокую изоляцию неактивных каналов. Корпус SOIC-16 обеспечивает компактное размещение на печатной плате, что критично для современных миниатюрных устройств. Ключевой особенностью является нормально замкнутая конфигурация каналов с общим управлением, обеспечивающая проводящее состояние всех четырех ключей при отключении питания или при низком логическом уровне на управляющем входе. Компонент сохраняет стабильные характеристики в промышленном температурном диапазоне от -40°C до +85°C, что позволяет использовать его в оборудовании, эксплуатируемом в различных климатических условиях.

Типы применений и их особенности

ADG513BRZ находит применение в разнообразных электронных системах благодаря своим уникальным характеристикам:

Системы безопасности и аварийной защиты - нормально замкнутая конфигурация ключей обеспечивает автоматический переход в безопасное состояние всех четырех каналов при сбоях питания, что критично для защитных систем с несколькими контурами.

Медицинское диагностическое оборудование - сочетание синхронной коммутации и отказоустойчивой конфигурации делает компонент идеальным для создания надежных диагностических приборов с повышенными требованиями к безопасности пациента.

Системы промышленной автоматизации - возможность одновременной коммутации нескольких сигналов с обеспечением безопасного состояния при отказе повышает надежность автоматизированных систем управления.

Измерительные приборы с функцией самодиагностики - нормально замкнутая конфигурация с общим управлением позволяет создавать измерительные системы с защитой от неправильного использования и автоматическим переходом в безопасный режим.

Резервированные системы связи - автоматическое переключение на резервные каналы при отказе основных повышает надежность телекоммуникационных систем в критически важных приложениях.

Схема

Внутренняя структура ADG513BRZ построена на основе КМОП-технологии и содержит четыре независимых ключа типа SPST-NC (нормально замкнутые) с общим управлением. Каждый ключ включает пару комплементарных МОП-транзисторов, обеспечивающих низкое сопротивление в открытом состоянии. В отличие от ADG512BRZ, схемотехника разработана таким образом, чтобы при отсутствии управляющего сигнала или отключении питания ключи находились в проводящем состоянии. Управление всеми четырьмя каналами осуществляется через один логический вход, совместимый с TTL/КМОП уровнями, и дополнительный вход разрешения. Для защиты от перенапряжений предусмотрены встроенные защитные цепи на всех аналоговых входах и выходах. Конструкция оптимизирована для минимизации перекрестных помех между каналами за счет специальной топологии кристалла с изоляционными областями. Схема также содержит цепи компенсации инжекции заряда, что особенно важно при работе с высокоимпедансными источниками сигнала. Выходные каскады разработаны с учетом минимизации искажений при передаче аналоговых сигналов в широком диапазоне частот.

Интересные факты

При разработке ADG513BRZ инженеры Analog Devices решили сложную задачу обеспечения нормально замкнутого состояния всех четырех каналов при сохранении синхронности их переключения, что потребовало создания специальной топологии кристалла.

Несмотря на противоположную функциональность, ADG513BRZ имеет практически идентичные динамические характеристики с ADG512BRZ, что позволяет использовать их в одних и тех же схемах при необходимости изменения логики работы.

Компонент обеспечивает гарантированное замкнутое состояние контактов при напряжении питания ниже 1В, что особенно важно для систем с плавным снижением напряжения при отключении питания.

В отличие от многих аналогов, ADG513BRZ сохраняет низкий уровень шумов и искажений даже при одновременной коммутации всех четырех каналов, что позволяет использовать его в прецизионных измерительных системах.

Специальная технология формирования затворов транзисторов обеспечивает исключительно низкую инжекцию заряда даже при синхронном переключении всех каналов, что критично для работы с высокоточными аналого-цифровыми преобразователями.