為便攜應用選擇合適的低成本USB開關

隨著通用串行總線(USB)在便攜或手持應用中日趨流行，具有超低功耗的高質量開關在實現這種連接解決方案方面充當著重要角色。受消費者的需求驅動，設計人員需要不斷創新、加速設計進程并幫助縮短制造周期，在這種情況下，可靠的低成本的USB開關已經成為其中的關鍵組件。

　　USB已經成為PC與外備進行通信的最通用標準。鍵盤、打印機、網絡攝像機、數據存儲設備、移動電話、MP3播放器、數碼相機和游戲機等設備都可以通過USB接口與PC連接起來。USB應用廠商論壇(USB-F)為USB設立了標準，設備必須通過嚴格的測試后才能獲得USB認證。這樣才能確保所有通過USB論證的軟件程序、連接器、線纜、信號驅動器和接收器能夠相互兼容。

　　USB采用雙線半雙工系統來傳輸數據。USB線纜還包括5V電源線和地線，使得U盤、網絡攝像機和鍵盤等低功耗設備需要使用電池。USB-IF會對USB信號進行嚴格的測試，以確保其符合標準。眼狀圖(eye diagram)是一項重要測試，它可以在單一視圖上顯示出所有可能的比特置換覆蓋(bit permutations overlaid)。

　　設計師在選擇USB開關時，必須考慮以下幾個因素：

　　- 導通電阻。導通電阻隨著偏置電壓、溫度和電源的不同而變化，接收器能接收到的信號幅度也隨這些參數而改變。導通電阻隨偏置電壓的變化還會引起上升沿和下降沿，顯示出不同的電阻值，因此導致在眼圖上出現糟糕的交叉。通常，導通電阻越小，隨參數的變化也越小。導通電阻保持在5歐姆以下是很重要的。

　　- 電容和帶寬。電容值應該維持在15皮法以下，而帶寬應該高于400MHz。開關的布線必須精心設計，以維持電容的對稱性。

　　- 傳輸延遲。CMOS開關可以模擬成串聯電阻，為通過它們的數字信號增加最小的延遲。延遲時間用皮秒來度量，僅僅限于信號經過裸片所需要的時間。

　　- 供電電源。對于低速或全速USB，規定的信號幅值是3.3V，上下浮動10%。

　　- 開關保護。USB標準規定USB設備的數據線在24小時周期內必須能夠承受與5V電源線的短路。實現該標準的最簡單的方法就是采用一個電阻來限制電流。因此，最普通的解決方案是使用一個供電電壓為5V的開關。