CC BY
36IDT: Аналоговые и гибридные компоненты
для мультимедиа и телекоммуникаций
Татьяна МАМАЕвА
tm@efo.ru
При разработке большинства современных проектов инженеру приходится иметь дело со смешанными сигналами — аналоговыми на входе и выходе и цифровыми во внутренней части схемы. Поиск подходящих компонентов занимает довольно много времени. Кроме того, при использовании микросхем разных производителей неизбежно встает вопрос совместимости выбранных компонентов. А это и лишние контакты, и лишние помехи, и неизбежные задержки распространения сигналов, которые могут стать критическими при достижении предельного быстродействия.
Компания IDT на протяжении 30 лет лидирует в производстве микросхем для систем связи и телекоммуникаций, а ее элементная база используется практически всеми ведущими мировыми производителями оборудования для сетей передачи данных. Начиная с 2008 г. компания стала включать в спектр своей продукции новые аналоговые и гибридные решения, предлагая разработчикам готовые наборы компонентов для реализации проектов разного уровня сложности, в том числе содержащих аналоговую часть. Благодаря применению новых технологий IDT удалось создать малогабаритные высокопроизводительные устройства, которые не могли быть получены ранее. Некоторые из новых микросхем уже рассматривались в предыдущих публикациях [1, 2]. В настоящей статье представлены аналоговые, USB- и гибридные
коммутаторы, микросхемы системного и температурного мониторинга.
аналоговые, USB-и гибридные коммутаторы
В 2008 г. IDT анонсировала новые ультра-компактные низковольтные микросхемы для коммутации аналоговых и цифровых сигналов — аналоговые, USB- и гибридные коммутаторы. Основу этих устройств составляют быстродействующие КМОП-ключи, предназначенные как для двунаправленной передачи быстродействующих цифровых сигналов, так и для передачи двуполярных аналоговых сигналов. В настоящее время в спектре продукции IDT представлены следующие типы коммутаторов: SPST (Single-pole singlethrow) — однополюсный выключатель;
SPDT (Single-pole double-throw) — однополюсный переключатель на два положения; SPTT (Single-pole triple-throw) — однополюсный переключатель на три положения.
Новые устройства удовлетворяют классу электростатической защиты HBM 12 кВ, характеризуются ультранизким энергопотреблением (менее 8 мкВт при коммутации данных на шине USB 2.0) и низким сопротивлением открытого состояния (0,5-6 Ом), позволяющим минимизировать потери мощности при работе. Микросхемы выпускаются в малогабаритных корпусах (|iMLP, MicroPak, CSP, SOT), что позволяет получить существенный выигрыш в площади поверхностного монтажа. Гибридные коммутаторы (рис. 1) предназначены для использования в портативных устройствах нового поколения (сотовые телефоны, КПК, МР3-плейеры,
Видео-
процессор
OIDT
HS221P10
D+
Контроллер USB 2.0 D-
Радио FM/ Декодер MP3/ Контроллер жесткого диска
D+
Управление
SEL і
USB-
разъем
Беспроводная ASIC LAN или
беспроводной
USB-контроллер
1D+
і IDT
US8030
1D-
Контроллер
Flash-пэмяти
или
жесткого диска
2D+
2D-
D+
D—
Управление
USB-
разъем
Видеопроцессор с генератором мелодий
f IDT AS4684A
IN1 IN2
Головной телефон 32 Ом
Головной телефон 8 Ом
Рис. 3. Блок-схема аналогового коммутатора
Таблица. Краткие характеристики коммутаторов
Наименование Тип ключа Сопротивление открытого ключа, Ом Напряжение питания, В Полоса пропускания, МГц Тип корпуса
IDTHS221P10 Гибридный (USB, audio) SPDT 4 1,7-1,95 >700 1,2x1,6 мм QFN
IDTHS231P16 Гибридный SPTT (USB, audio, UART) 4 1,7-1,95 >700 2,5x2,5 мм QFN
IDTHS421V16 Гибридный quad SPDT (WLAN-SlM data, control signals) 10 2,7-4,3 >160 2,5x2,5 мм QFN
IDTUS8030 USB dual SPDT 6 3-4,3 >720 1,2x1,6 мм QFN
IDTUS8031 USB dual SPST 6 3-4,3 >720 MicroPak
IDTAS4684A Аналоговый dual SPDT 0,5 1,8-5,5 >10 CSP 1,54x2,02 мм
IDTAS4624 Аналоговый SPDT 0,5 1,8-5,5 >10 SOT-23
IDTAS3699 Аналоговый quad SPDT 0,5 1,65-4,3 >10 2,5x2,5 мм QFN
GPS-навигаторы и т. д.). Архитектура микросхем содержит аналоговые и USB-ключи. Аналоговые ключи являются однонаправленными. Они оптимизированы для передачи звуковых стереосигналов (R, L) в диапазоне напряжений ±1,5 В с минимальными потерями и вносимыми искажениями. Суммарный коэффициент гармонических искажений для аудиосигналов составляет 0,01%. Аналоговые ключи характеризуются ультранизким сопротивлением открытого состояния (0,5 Ом), что делает возможным их применение в оконечных цепях аудиоприложений. USB-ключи (D+, D-) являются двунаправленными. Они оптимизированы для передачи высокоскоростных дифференциальных сигналов USB 2.0 (full-speed 12 Мбит/c и high-speed 480 Мбит/c) в диапазоне напряжений 0-400 мВ (max 3,6 В) с сохранением фронтов и с минимальными фазовыми искажениями. USB-ключи обеспечивают полосу пропускания данных свыше 700 МГц. Коммутатор управляется цифровым сигналом SEL. Гибридные микросхемы специально предназначены для сотовых телефонов и других мультимедийных портативных устройств и позволяют заменить гнездо наушника и USB-разъем одним общим коннектором. Таким образом, экономится место на печатной плате и снижается общая стоимость изделия.
Цифровые USB-коммутаторы (рис. 2) находят свое применение в слотах расширения USB, SIM-картах, контроллерах Flash-памяти. Эти устройства могут быть использованы с целью развязки сигналов на шине USB.
Аналоговые коммутаторы (рис. 3) идеально подходят для использования в составе высокоуровневых аудиосистем (audio headsets, speaker headsets), SIM/PCMCIA-картах, модемах.
Краткие характеристики аналоговых, USB-и гибридных коммутаторов приведены в таблице.
Микросхемы системного и температурного мониторинга
Отрасль системного и температурного мониторинга рабочих станций и серверов быстро развивается, поэтому число микросхем, решающих эти задачи, постоянно растет, а их характеристики все время совершенствуются.
В 2008 г. компания IDT представила свою микросхему системного мониторинга — SysMon IDT9WDV3501. Устройство позволяет контролировать напряжение и работу процессора на системных платах серверов, маршрутизаторов, банков данных и других вычислительных систем. Архитектура микросхемы (рис. 4) содержит пять прецизионных компараторов напряжения с пороговым значением 1 В и сторожевой таймер Watchdog. Для управления процессором используется вход сторожевого таймера WDI и вывод RESET. Микросхемы IDT9WDV3501 работают при напряжении питания 1,8/3 В в коммерческом и индустриальном температурных диапазонах, выпускаются в малогабаритных корпусах 20-in QFN и 20-in TSSOP.
Семейство микросхем температурного мониторинга IDT в настоящее время включает два наименования — TSE3000B3 и TS2002B3. Устройства обладают высокой точностью измерения (±0,5 °C) в диапазоне -20... + 100 °C.
Рис. 4. Блок-схема IDT9WDV3501
SCL
SPA
AO
A1
A2 I
VDD
_____I___
f IDT
Термосенсор
TS3000B3/TSE2002B3
Блок измерения температуры
Температурные регистры Температурный датчик с типовой точностью ±0,5 °С
Производительность и 1 D-регистры ЕД АЦП
Конфигурационные регистры Схема управления
Event^
Интерфейс шины PC/SMBus
256 байт EEPROM с защитой от записи
GND
Рис. 5. Блок-схема TSE3000B3/TS2002B3
Они обычно устанавливаются на материнской или системной платах в местах предполагаемого наихудшего теплообмена с окружающей средой. Основные области применения — серверы, рабочие станции, портативные устройства, бытовая электро-
ника, сетевое оборудование, базовые станции, принтеры, копировальная техника.
Микросхема TSE3000B3 представляет собой простой датчик локальной температуры, а TS2002B3 дополнительно содержит память EEPROM объемом 256 байт для хранения
пользовательской информации и конфигурационных данных. Доступ к конфигурации микросхем температурного мониторинга (рис. 5) осуществляется через программируемые пользователем регистры. Их настройка позволяет задавать критическую температуру и гистерезис (0, 1,5, 3, 6 °C). Выход температуры за критическое или пороговое значение ведет к смене состояния на выводе EVENT, который далее может использоваться для управления термостатом или как сигнал прерывания для микропроцессора. Микросхемы TSE3000B3/TS2002B3 используют стандартные последовательные двухпроводные интерфейсы 10-400 кГц I2C/SMBus. Устройства работают при напряжении питания 3-3,6 В, выпускаются в корпусах TDFN-8/DFN-8 и отвечают требованиям спецификации JEDEC JC42.4 В статье были кратко описаны новые группы аналоговых и гибридных компонентов компании IDT, рекомендованных для применения в современных портативных мультимедийных устройствах и в системах телекоммуникаций. Более подробную информацию и инструкции по применению новых микросхем можно получить на сайте производителя www.idt.com. ■
Литература
1. Мамаева Т. Ю. IDT: Микросхемы для цифровых мультимедийных приложений // Компоненты и технологии. 2007. № 9.
2. Мамаева Т. Ю. Новые компоненты IDT для мультимедиа и телекоммуникаций // Компоненты и технологии. 2010. № 5.
