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[参考译文] TMUX136:模拟开关芯片 tmux136的带宽问题

Guru**** 2390320 points
Other Parts Discussed in Thread: TMUX136
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/switches-multiplexers-group/switches-multiplexers/f/switches-multiplexers-forum/999782/tmux136-the-bandwidth-problem-of-analog-switch-chip-tmux136

器件型号:TMUX136

1、单个 tmux136芯片和三个串联 tmux136芯片之间的带宽差是多少、或者带宽不受芯片的多级联影响。

2.在规范中写入的带宽(-3dB):6.1GHz。 带宽图还显示、当带宽处于1G 范围内时、带宽为 dB (S (2、1))>-0.5。 1G 内的频率响应非常好。 上面是一条直线、但我们发现它不是。 在100MHz 时、出现 dB (S (2、1))<-1.5的情况。 在1GHz 带宽范围内、-3dB 是否也会定期出现。

如果可以实现、在设计多级联芯片时应注意什么、以便带宽可以达到规格带宽曲线中所示的带宽。 当规格带宽曲线中显示的带宽在1G 以内时、它是 dB (S (2、1))>-0.5、在1G 内、频率响应是一条近似的直线。

4.您是否使用常用的测试方法来测试带宽,如果不使用,您使用哪种测试方法?

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Dongdong、

    开关为无源和低阻抗-串联多个开关会降低带宽。 多路复用器的负载条件也会影响带宽。 有关3个串联 TMUX136的简化电路模型、请参阅以下内容:

    每个多路复用器由数据表中最坏情况的导通电阻和最坏情况下的电容(13欧姆(端口 B 最大电阻)和2pF (最坏情况的导通电容)表示。 在最坏的情况下、这种情况在1.92GHz 的-3dB 处进行仿真(负载为50欧姆)-通过级联多路复用器显示出大幅降低。  

    如果您不是在最大条件下运行、带宽将会提高-但相对于数据表中的典型值、带宽仍会降低。

    但是、布局和其他电容源(多路复用器的布局、负载条件)会进一步降低信号、因为总线上的电容越大、带宽越低。  

    所表示的 BW 数字还会从公式中删除插入损耗、因为将存在直流电平损耗。 因此-3dB 是系统输出直流增益具有-3dB 增益的信号的点。

    2、我们没有与3个 TMUX136串联的 BW 图、但数据表中有一个 BW 图、显示了波形:

    您看到的凸点可能是串联级联器件和/或布局增加了电容所导致的。 封装本身还包含电感、该电感会因级联器件而增加、这可能导致与上图的偏差。

    3.当您尝试进行级联部件时,很难获得全带宽或接近太全带宽:

    I)系统布局-多路复用器信号通路应尽可能短、且布线长度阻抗匹配(因为这是一种高速设计)、因此电容是一个很大的问题、在布局过程中必须加以缓解。  

    ii)边线布局-在每个多路复用器之间创建高阻抗级将提高带宽、因为当负载为低电容和高阻抗时、TMUX136将具有最高带宽。 缓冲器等器件可以在这些应用中工作。 唯一的问题是确保缓冲器的额定带宽与多路复用器相同、并且所需的电压范围相同。  

    如果您在每个多路复用器到多路复用器连接之间实施高阻抗级,并保持布局简单和低电容,则更有可能实现接近6.1GHz 的效果。

    4.带宽测试如下所示(也包括在数据表中):

    具有以下测试条件:

    如果您有任何其他问题、请告诉我!

    最棒的

    Parker Dodson

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、 Parker、

       我很高兴收到你的答复,我还有几个问题要问。
      我们测得的带宽和振幅并不是很理想。 S21和 S11的参数非常差、在550MHz 时达到-3dB。 在100MHz 时、测得的振幅减少一半。 此参数与规格有很大不同。 原因是什么? 即使测量结果非常差、实际测量结果也不差。 测试图片如下:

    具有以下测试条件:

    VCC=3.3V、R=50Ω,Ω 开关打开

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    您好、Dongdong、

    您是否已从带宽图中移除插入损耗?

    开关的典型电阻为5.7欧姆-在直流电平下、Vout = Vin *(50/(50 + 5.7 * 3))~ 0.7452 * Vin。 该损耗从带宽 图中移除。   

    这将增加带宽、正如我们在数据表中报告的那样。  

    封装寄生效应以及布局寄生效应也会影响 BW。 TMUX136在您完成的测试中的布局如何? 额外的电容和电感也会降低带宽。  

    您是否已经构建了一个电路板、您正在对其进行测试? 尤其是对于高频设计、布局会对 BW 产生负面影响-是否所有布线阻抗匹配? 源是否与负载匹配? 在更高的速度下、有许多外部因素会影响带宽。

    如果您可以向我展示布局或测试的执行方式、我可以看到是否还有其他问题可以通过布局更改来解决。 此外、如果您在考虑插入损耗后确认带宽、则可以更清楚地了解器件实际运行的位置。 但是、我仍然建议在每个多路复用器输出端使用缓冲器来增加带宽、因为这将减轻插入损耗、因为多路复用器的负载为高阻态 它还会分离寄生电容、防止寄生电容相互增加、从而通过增加总线上的容性负载来降低带宽。  

    最棒的

    Parker Dodson

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、 Parker、

       我很高兴收到你的答复。

       在测试期间、从带宽图中消除了插入损耗。 基于 TMUX136、我们设计了一个测试板进行测试。 该测试板使用 TMUX136芯片三级联连接、并设计了总共32个链路。 考虑到使用射频信号发生器作为源、使用示波器进行测试将不准确。 我更改了测试方法、使用网络分析器和频谱分析仪进行测试、使用网络分析器测试 S11和 S21以了解带宽(-3dB)、 然后使用射频信号发生器和频谱分析仪测量带宽(-3dB)、这两个测试结果基本相同。 根据测试结果、三级联连接的带宽非常差、远低于我们所需的带宽。 其中两个的测试图片如下所示:

    整个链路中的单个 TMUX136芯片、无其他组件、但链路中保留16个分支、不使用:

    完全链路中的三个 TMUX136芯片级联。 此外、链路中还有两个保留但未使用的16个分支。 保留分支是我们使用的必要条件、不能移除:

       最后、根据我们的测试结果、我们认为三级联连接用作链路。 一个电路板上总共设计了256个链路。 基本上无法为每个链路实现1GHz 的带宽。

       因此、我想请您确认设计方案使用三个级联作为链路、并且板上总共设计了至少128个链路。 每个链路是否可以达到1GHz 的带宽? 如果可以实现、请给我们提供设计布局和布线参考。如果在实际使用中无法实现、请直接告诉我们并寻找新的解决方案。

        期待您的回复、祝您好运!

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    您好、Dongdong、

    理论上、您可以串联三个 TMUX136路径、并且可以实现至少1GHz 的带宽、实际上还可以实现更高的带宽-但是、在实践中、在不在多路复用器的每个级之间使用缓冲器的情况下、设计中需要有许多细微差别才能实现该带宽。 在1GHz 时、布局成为一个巨大的问题、尤其是在 IC 数量庞大的情况下。 由于这一点以及事实并非此多路复用器的常见用例 、我们没有任何原理图或布局可供展示、并且由于设计高频应用所需的时间、尤其是在布局侧、我们无法腾出资源来创建布局 /已请求设计文件。

    话虽如此、您可以选择以下几种方法:

    -重新检查布局以了解可能的更改。 使用高速分析软件工具有助于了解信号如何通过导体。 我附加了两条高速布局指南、虽然不是专门介绍多路复用器、但有很多好的一般建议。

    e2e.ti.com/.../scaa082a_2D00_highSpeedLayout.pdfe2e.ti.com/.../spraar7h_2D00_highSpeedInterface_5F00_layout.pdf

    此外-另一个选项是在每个多路复用器级之间添加高速缓冲器、这将有助于防止每个多路复用器的负载相互影响。

    如果您有任何其他问题、请告诉我。

    最棒的

    Parker Dodson