MAX6816/MAX6817/MAX6818：高性能開關(guān)去抖器的應(yīng)用與特性解析

在電子設(shè)備設(shè)計中，機械開關(guān)的抖動問題常常困擾著工程師們。抖動不僅會導(dǎo)致信號不穩(wěn)定，還可能引發(fā)系統(tǒng)誤操作。今天我們就來深入了解一下 Maxim Integrated 推出的 MAX6816/MAX6817/MAX6818 系列開關(guān)去抖器，看看它們是如何解決這一問題的。

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產(chǎn)品概述

MAX6816/MAX6817/MAX6818 分別為單通道、雙通道和八通道開關(guān)去抖器，能夠為機械開關(guān)與數(shù)字系統(tǒng)之間提供清晰的接口。它們可以接收來自機械開關(guān)的一個或多個抖動輸入，并在短暫的預(yù)設(shè)驗證延遲后產(chǎn)生干凈的數(shù)字輸出，有效去除開關(guān)打開和關(guān)閉時的抖動。

產(chǎn)品特性

系統(tǒng)接口簡化

• 單電源供電：支持 +2.7V 至 +5.5V 的單電源操作，適用于多種電源環(huán)境。
• 無需外部組件：單通道的 MAX6816 和雙通道的 MAX6817 采用 SOT 封裝，無需外部組件，低電源電流使其非常適合便攜式設(shè)備。
• 多種通道可選：提供單通道、雙通道和八通道版本，滿足不同應(yīng)用需求。
• 低電源電流：典型電源電流僅為 6μA，有助于降低系統(tǒng)功耗。

高可靠性保護

• 寬輸入電壓范圍：輸入可以承受高達(dá) ±25V 的電壓，超過電源電壓，增強了系統(tǒng)的容錯能力。
• ESD 保護：輸入引腳具有 ±15kV 的人體模型 ESD 保護、±8kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 接觸放電保護和 ±15kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 氣隙放電保護，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。

八通道版本優(yōu)勢

• 直接數(shù)據(jù)總線接口：MAX6818 專為數(shù)據(jù)總線接口設(shè)計，具有三態(tài)輸出，可直接與微處理器接口。
• 狀態(tài)變化輸出：提供開關(guān)狀態(tài)變化輸出（CH），簡化了微處理器的輪詢和中斷操作。
• 引腳兼容：與 LS573 八進(jìn)制鎖存器引腳兼容（除 CH 引腳外），方便與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線連接。

應(yīng)用領(lǐng)域

該系列去抖器廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，包括微處理器開關(guān)接口、工業(yè)儀器、基于 PC 的儀器、便攜式儀器和薄膜鍵盤等。

電氣特性

電壓與電流參數(shù)

• 工作電壓范圍：2.7V 至 5.5V。
• 電源電流：不同型號在不同條件下有所差異，典型值為 6μA 至 80μA。

  去抖時間

  不同型號的去抖持續(xù)時間有所不同，一般在 17ms 至 90ms 之間。

  輸入輸出特性

• 輸入閾值：VIL 為 0.8V，VIH 在 VCC = 5V 時為 2.4V，VCC = 2.7V 時為 2.0V。
• 輸入滯后：300mV。
• 輸入上拉電阻：32kΩ 至 100kΩ。
• 輸出電壓：VOH 在 ISOURCE = 0.4mA 時為 VCC - 1.0V，VOL 在 ISINK = 1.6mA 時為 0.4V。

工作原理

MAX6816/MAX6817/MAX6818 通過要求順序時鐘輸入在多個采樣周期內(nèi)保持相同狀態(tài)來去除開關(guān)抖動。只有當(dāng)輸入穩(wěn)定 40ms 后，輸出才會改變。其電路由片上振蕩器、計數(shù)器、異或非門和 D 觸發(fā)器組成。當(dāng)輸入與輸出不相等時，異或非門會發(fā)出計數(shù)器復(fù)位信號；當(dāng)開關(guān)輸入狀態(tài)在整個驗證周期內(nèi)穩(wěn)定時，計數(shù)器會觸發(fā)觸發(fā)器，更新輸出。

ESD 保護

該系列產(chǎn)品在所有引腳都集成了 ESD 保護結(jié)構(gòu)，特別是在開關(guān)輸入引腳具有額外的保護。它們能夠承受 ±15kV 的人體模型 ESD 測試、±8kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 接觸放電測試和 ±15kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 氣隙放電測試。與其他解決方案不同的是，在發(fā)生 ESD 事件后，MAX6816 - MAX6818 可以繼續(xù)工作而不會出現(xiàn)閂鎖現(xiàn)象。

MAX6818 與微處理器接口

MAX6818 具有輸出使能（EN）輸入，允許開關(guān)輸出在微處理器數(shù)據(jù)總線上處于三態(tài)，直到被微處理器輪詢。開關(guān)輸入狀態(tài)的變化會被檢測到，經(jīng)過去抖周期后，輸出（CH）會變低以向微處理器發(fā)出信號。如果不使用輸出使能，可將 EN 引腳接地以始終啟用開關(guān)輸出；如果不需要狀態(tài)變化信號，可將 CH 引腳懸空。

總結(jié)

MAX6816/MAX6817/MAX6818 系列開關(guān)去抖器以其簡化的系統(tǒng)接口、高可靠性的保護和靈活的應(yīng)用特性，為電子工程師在處理機械開關(guān)抖動問題時提供了一個優(yōu)秀的解決方案。無論是在工業(yè)環(huán)境還是便攜式設(shè)備中，它們都能發(fā)揮重要作用。你在實際設(shè)計中是否遇到過開關(guān)抖動的問題？你會考慮使用這類去抖器嗎？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和想法。