【應(yīng)用】耗盡型音頻模擬開關(guān) RS550應(yīng)用指南
潤石科技推出的耗盡型音頻模擬開關(guān)RS550，是一顆高性能、四路單刀單擲、常閉的耗盡型模擬開關(guān)，耗盡型工藝技術(shù)允許器件在沒有電源電壓時導(dǎo)通，在有電源電壓時斷開內(nèi)部開關(guān)，適用于降噪耳機(jī)和藍(lán)牙耳機(jī)等產(chǎn)品的應(yīng)用，主要功能是用于外部 Line in輸入信號和降噪芯片輸出之間的切換或者隔離。RS550提供了超低的導(dǎo)通電阻和非常小的導(dǎo)通電阻平坦度，這一點有利于提高音頻的保真度，降低輸出信號的 THD+N，另外也提供了優(yōu)于 -80dB以上的音頻隔離度。本文主要從應(yīng)用的角度，詳細(xì)介紹了RS550的應(yīng)用框圖、具體電路、時序操作、以及應(yīng)用上的設(shè)計要點。
耗盡型音頻模擬開關(guān)RS550簡介
耗盡型音頻模擬開關(guān) RS550，內(nèi)部是四路單刀單擲開關(guān)，由于采用了耗盡型的MOS工藝，其與正常的模擬開關(guān)邏輯相反，表現(xiàn)為存在VCC電源電壓時，開關(guān)內(nèi)部斷開以隔離兩端信號，而沒有VCC電源電壓時，開關(guān)內(nèi)部閉合。RS550的導(dǎo)通電阻是0.5Ω，導(dǎo)通電阻的平坦度為0.01Ω，可以有效的降低驅(qū)動耳機(jī)喇叭這種低阻抗器件時產(chǎn)生的音頻失真。RS550最大的應(yīng)用場合是在降噪耳機(jī)中，Line in 輸入信號與降噪芯片自身輸出信號的切換或者隔離。RS550的音頻交流參數(shù)見 Figure 1。
Figure 1 RS550的音頻交流參數(shù)
RS550的失真度與輸入電平，失真度與頻率的曲線見 Figure 2、Figure 3，隔離度曲線見 Figure 4。
測試條件：32Ω負(fù)載，信號源為音頻分析儀 AP525。
Figure 2 RS550 THD+N與輸入電平的關(guān)系曲線
Figure 3 RS550 THD+N與頻率的關(guān)系曲線
Figure 4 RS550通道的隔離度曲線
耗盡型音頻模擬開關(guān)RS550應(yīng)用指南
1.RS550的應(yīng)用框圖
RS550常規(guī)的應(yīng)用框圖如Figure 5所示，與降噪芯片的差分輸出屬于并聯(lián)關(guān)系，Line in 輸入信號一般是單端的，而降噪芯片輸出一般是差分的，所以連接方式需要 RS550 隔離開。
Figure 5 RS550常規(guī)的應(yīng)用框圖
2.RS550的時序操作
由于RS550上電后需要150us時間才會斷開內(nèi)部開關(guān)，而掉電后，需要200us時間才會閉合內(nèi)部開關(guān)。所以RS550與降噪芯片的時序問題需要關(guān)注，不合理的上下電時序，會導(dǎo)致RS550把降噪芯片輸出的直流偏置電壓拉低，導(dǎo)致降噪芯片無法啟動。因此建議系統(tǒng)中使用LDO RS3236給降噪芯片供電，利用EN使能引腳可以控制供電，時序圖見Figure 6。
Figure 6 RS550的上下電時序圖
3.RS550 的設(shè)計要點
總的來說，RS550應(yīng)用上首先要注意上下電時序問題，回顧 Figure 5中，在降噪芯片差分輸出端多增加兩組可選的模擬開關(guān) TS5A23166，是因為有些降噪芯片的輸出引腳，也就是其內(nèi)部功放的輸出端，在降噪芯片掉電后，不是高阻態(tài)，當(dāng)并聯(lián)在 Line in 信號上時，會造成音頻信號的失真，所以增加兩組斷電后能有效隔離兩端的模擬開關(guān)。如果確認(rèn)降噪芯片斷電后輸出引腳是高阻態(tài)，那么可以不用這兩組模擬開關(guān)，直通即可。
RS550 的引腳中，有SEL0，SEL1兩個引腳，它們是用于調(diào)節(jié)RS550內(nèi)部的時鐘頻率，因為有些產(chǎn)品上面可能有FM模塊，500kHz左右的頻率可能會對FM模塊造成一定程度的干擾，所以增加SEL0，SEL1兩個引腳用于調(diào)節(jié)時鐘頻率，錯開干擾頻段。在RS550 的WLCSP 封裝中，內(nèi)部的 B2，C2引腳不容易打過孔，建議在沒有FM模塊的產(chǎn)品上，直接把焊盤B2，C2連接到下方的 GND 焊盤上，降低PCB生產(chǎn)成本，或者可以直接選用QFN-2.5×2.5的封裝。
Figure 7 RS550 WLCSP封裝和QFN封裝
另外RS550的供電電壓建議控制在1.6V - 3.0V范圍，特別需要注意的是RS550內(nèi)部開關(guān)導(dǎo)通時和斷開時，通道上面允許的最高電壓值不一致，建議統(tǒng)一控制在 ±1.6V以內(nèi)。
Figure 8 RS550通道允許的最高電壓值