LTC1390 シリアル・インタフェース付き 8チャネル・アナログ・マルチプレクサ LTC1390 特長 概要 ■ LTC®1390は、高性能CMOS 8-to-1アナログ・マルチプレ クサです。双方向データ再送機能付き3線式デジタル・ インタフェースを備えており、1つのシリアル・ポート だけを使用しながら、シリアルA/Dコンバータと直列に 配線することができます。このインタフェースでは、複 数のLTC1390を直列または並列に結線できるため、1つ のデータ・ポートで利用可能なMUXチャネル数を増や すことができます。上記のすべての機能は、LTC1390が D/Aコンバータに使用するようなデマルチプレクサとし て動作するときにも有効です。 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 3線式シリアル・デジタル・インタフェース データの再送によりシリアルA/Dコンバータとの直列 接続が可能 単一3V∼±5V電源動作 アナログ入力は電源レールまで 低い電荷注入 低いRON：75Ω（MAX） 低リーク電流：±5nA（Max） ブレイク-ビフォア-メイクを保証 すべてのデジタル入力がTTL/CMOSコンパチブル 追加チャネルにカスケード接続可能 デマルチプレクサとして使用可能 アプリケーション ■ ■ ■ データ・アクイジション・システム 通信システム 信号の多重化/非多重化 LTC1390は、45Ωの標準RON、50pAの標準スイッチ・ リーク電流、および保証されたブレイク-ビフォア-メイ ク動作を特徴としています。電荷注入は最大±10pCで す。単一またはデュアル電源での動作時には、すべての デジタル入力はTTLおよびCMOSコンパチブルです。入 力は100mAの故障電流に耐えることができます。 LTC1390は、16ピンPDIPおよびナローSOパッケージで 供給されます。 、LTC、LTはリニアテクノロジー社の登録商標です。 UO TYPICAL APPLICATI VCC VEE ON-Resistance vs Analog Input Voltage VCC 2 3 4 ANALOG INPUTS 5 6 7 8 V+ S0 S1 S2 LTC1390 D V– S3 DATA 2 S4 DATA 1 S5 CS S6 CLK S7 GND 16 OPTIONAL A/D INPUT FILTER 1 15 2 14 3 13 12 CS VCC 9 CLK LTC1096 6 DOUT 4 5 GND VREF +IN –IN VCC DATA CLK CS 200 V + = 3V V – = 0V 150 100 50 47k 3-WIRE SERIAL INTERFACE TO MUX AND ADC TA = 25°C 7 11 10 250 8 ON-RESISTANCE (Ω) 1 0 LTC1390 • TA01 V + = 5V V – = – 5V –5 –4 –3 –2 –1 0 1 2 3 4 ANALOG INPUT VOLTAGE, VS (V) 5 LTC1390 • TA02 6-86 LTC1390 U W W W (Note 1) U RATI GS W AXI U U ABSOLUTE PACKAGE/ORDER I FOR ATIO Total Supply Voltage (V + to V –) .............................. 15V Input Voltage Analog Inputs ........................ V – – 0.3V to V + + 0.3V Digital Inputs ........................................ – 0.3V to 15V Digital Outputs............................ – 0.3V to V + + 0.3V Power Dissipation ............................................. 500mW Operating Temperature Range ..................... 0°C to 70°C Storage Temperature Range ................. – 65°C to 150°C Lead Temperature (Soldering, 10 sec)................. 300°C ORDER PART NUMBER TOP VIEW S0 1 16 V + S1 2 15 D S2 3 14 V – S3 4 13 DATA 2 S4 5 12 DATA 1 S5 6 11 CS S6 7 10 CLK S7 8 9 N PACKAGE 16-LEAD PDIP LTC1390CN LTC1390CS GND S PACKAGE 16-LEAD PLASTIC SO TJMAX = 150°C, θJA = 70°C/ W (N) TJMAX = 150°C, θJA = 100°C/ W (S) Consult factory for Industrial and Military grade parts. ELECTRICAL CHARACTERISTICS V + = 5V, V – = – 5V, GND = 0V, TA = operating temperature unless otherwise noted. SYMBOL PARAMETER CONDITIONS VANALOG Analog Signal Range (Note 2) RON On Resistance VS = ±3.5V, ID = 1mA TMIN 25°C TMAX MIN TYP MAX UNITS Switch IS(OFF) ● –5 45 5 V 75 75 120 Ω Ω Ω ∆RON vs VS 20 % ∆RON vs Temperature 0.5 %/°C 0.05 ±5 ±50 nA nA 0.05 ±5 ±50 nA nA 0.05 ±5 ±50 nA nA VS = 4V, VD = – 4V; VS = – 4V, VD = 4V Channel Off ● VS = 4V, VD = – 4V; VS = – 4V, VD = 4V Channel Off ● VS = VD = ±4V Channel On ● High Level Input Voltage V+ = 5.25V ● VINL Low Level Input Voltage V+ ● 0.8 V IINL, IINH Low or High Level Current VIN = 5V, VIN = 0V ● ±1 µA VOH High Level Output Voltage V+ = 4.75V, IO = 10µA V+ = 4.75V, IO = 360µA ● V+ = 4.75V, IO = 0.5mA ● ID(OFF) ID(ON) Off Input Leakage Off Output Leakage On Channel Leakage Input VINH VOL Low Level Output Voltage = 4.75V 2.4 2.4 V 4.74 4.50 0.16 V V 0.8 V 6-87 LTC1390 ELECTRICAL CHARACTERISTICS V + = 5V, V – = – 5V, GND = 0V, TA = operating temperature unless otherwise noted. SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS Dynamic fCLK Clock Frequency 5 tON Enable Turn-On Time VS = 2.5V, RL = 1k, CL = 35pF 260 400 ns tOFF Enable Turn-Off Time VS = 2.5V, RL = 1k, CL = 35pF 100 200 ns tOPEN Break-Before-Make Interval OIRR Off Isolation VS = 2VP-P, RL = 1k, f = 100kHz 70 OINJ Charge Injection RS = 0, CL = 1000pF, VS = 1V (Note 2) ±2 CS(OFF) Source Off Capacitance 5 pF CD(OFF) Drain Off Capacitance 10 pF 35 155 MHz ns dB ±10 pC Supply I+ Positive Supply Current All Logic Inputs Tied Together, VIN = 0V or VIN = 5V ● 15 40 µA I– Negative Supply Current All Logic Inputs Tied Together, VIN = 0V or VIN = 5V ● 15 40 µA TYP MAX V + = 3V, V – = GND = 0V, TA = operating temperature unless otherwise noted. SYMBOL PARAMETER CONDITIONS VANALOG Analog Signal Range (Note 2) RON On Resistance VS = 1.2V, ID = 1mA TMIN 25°C TMAX MIN UNITS Switch ● 0 200 ∆RON vs VS ● VS = 2.5V, VD = 0.5V; VS = 0.5V, VD = 2.5V (Note 3) Channel Off ● VS = VD = 0.5V, VS = VD = 2.5V (Note 3) Channel On ● High Level Input Voltage V+ = 3.3V ● VINL Low Level Input Voltage V+ ● IINL, IINH Low or High Level Current VIN = 3V, VIN = 0V VOH High Level Output Voltage V+ = 2.7V, IO = 20µA V+ = 2.7V, IO = 400µA ● V+ = 2.7V, IO = 20µA V+ = 2.7V, IO = 300µA ● ID(ON) Off Output Leakage On Channel Leakage 255 255 300 Ω Ω Ω % 0.5 VS = 2.5V, VD = 0.5V; VS = 0.5V, VD = 2.5V (Note 3) Channel Off ID(OFF) Off Input Leakage V 20 ∆RON vs Temperature IS(OFF) 3 %/°C ±0.05 ±5 ±50 nA nA ±0.05 ±5 ±50 nA nA ±0.05 ±5 ±50 nA nA Input VINH VOL 6-88 Low Level Output Voltage = 2.7V 2.4 V ● 2 0.8 V ±1 µA 2.68 2.27 0.01 0.15 V V 0.8 V V LTC1390 ELECTRICAL CHARACTERISTICS V + = 3V, V – = GND = 0V, TA = operating temperature unless otherwise noted. SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS Dynamic fCLK Clock Frequency 5 tON Enable Turn-On Time VS = 1.5V, RL = 1k, CL = 35pF (Note 4) 490 700 ns tOFF Enable Turn-Off Time VS = 1.5V, RL = 1k, CL = 35pF (Note 4) 190 300 ns tOPEN Break-Before-Make Interval (Note 4) OIRR Off Isolation VS = 2VP-P, RL = 1k, f = 100kHz 70 OINJ Charge Injection RS = 0, CL = 1000pF, VS = 1V (Note 2) ±1 CS(OFF) Source Off Capacitance 5 pF CD(OFF) Drain Off Capacitance 10 pF 125 MHz 290 ns dB ±5 pC Supply I+ Positive Supply Current All Logic Inputs Tied Together, VIN = 0V or VIN = 3V The ● denotes specifications which apply over the full operating temperature range. Note 1: Absolute maximum ratings are those beyond which the safety of the device may be impaired. Note 2: Guaranteed by design. 0.2 ● µA 2 Note 3: Leakage current with a single 3V supply is guaranteed by correlation with the leakage current of the ±5V supply. Note 4: Timing specifications with a single 3V supply is guaranteed by correlation with the timing specifications of the ±5V supply. U W TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS Driver Output Low Voltage vs Output Current ON-Resistance vs Temperature 300 0 300 250 –1 200 150 V + = 5V V – = – 5V VS = 0V 100 50 V + = 3V V – = 0V VS = 1.2V 200 150 V + = 5V V – = – 5V VS = 0V 100 50 0 OUTPUT CURRENT (mA) 250 V + = 3V V – = 0V VS = 1.2V ON-RESISTANCE (Ω) ON-RESISTANCE (Ω) Driver Output High Voltage vs Output Current 10 40 30 50 20 TEMPERATURE (˚C) 60 70 LTC1390 • G01 0 10 40 30 50 20 TEMPERATURE (˚C) DATA 2 –2 –3 –4 DATA 1 –5 –6 0 0 TA = 25°C V + = 5V V – = –5V 60 70 LTC1390 • G01 –7 2.0 2.5 4.0 3.5 3.0 OUTPUT VOLTAGE (V) 4.5 5.0 LTC1390 • G03 6-89 LTC1390 ピン機能 S0∼S7（ピン1∼8）：アナログ・マルチプレクサ入力/ア ナログ・デマルチプレクサ出力。 の希望のチャネルをイネーブルし、データ2からデータ1 へのデータ転送を可能にします。 グランド（ピン9）：デジタル・グランド。システム・グ ランドに接続します。 デ ー タ 1（ ピ ン 12）： 双 方 向 デ ジ タ ル 入 力 /出 力（ TTL/ CMOSコンパチブル）チャンネル選択ビット用入力。 CLK（ピン10）：システム・クロック（TTL/CMOSコンパ チブル）。クロックは、チャンネル選択ビットとデータ1 からデータ2へのシリアル・データ転送に同期します。 デ ー タ 2（ ピ ン 13）： 双 方 向 デ ジ タ ル 入 力 /出 力（ TTL/ CMOSコンパチブル）。 CS （ピン11）：チップ・セレクト入力（TTL/CMOSコンパ チブル）。この入力が“H”なら、LTC1390はチャンネル 選択ビットを読み出して、データ1からデータ2へのデー タ転送を可能にします。“L”では、アナログ信号のため V−（ピン14）：負電源。 D（ピン15）：アナログ・マルチプレクサ出力/アナロ グ・マルチプレクサ入力 V＋（ピン16）：正電源。 アプリケーション情報 マルチプレクサ動作 図1にMUX動作に必要なLTC1390内の構成要素のブロッ ク図を示します。図2に示すとおり、LTC1390はデータ1 を使用して8チャネルを選択し、チップ・セレクト入力 CSを選択して、選択されたチャネルをオンに切り替え ます。 CLK DATA 1 CS CONTROL LOGIC 4-BIT SHIFT REGISTER ANALOG INPUT MUX BLOCK ANALOG OUTPUT LTC1390 • F01 Figure 1: Simplified Block Diagram of the MUX Operation CSが “H” のときには、 データ1ピン上の入力データは、 各ク ロックの立上りエッジで4ビットのシフト・レジスタにラッ チされます。 入力データ・ワードは、 「EN」 ビットと3ビットの チャンネル選択のための文字列で構成されます。 最初の入 力データ・シーケンスに示すとおり、 「EN」 ビットが “H” の場 合、 選択されたチャネルがイネーブルされます。 正しい動作 を保証するために、 CSはクロックの次の立上りエッジの前 に “L” にプルダウンしなければなりません。 CSが“L”にプルダウンされると、ブレイク-ビフォア-メ イク間隔を確保するために、すべてのチャネルが同時に オフに切り替わります。tONの遅延の後、選択された チャネルが切り替わり、信号の伝送が可能になります。 選択されたチャネルは、CSの次の立下りエッジまでオ ンのままで、立下りエッジからtOFFの遅延後にアナログ 信号伝送を終了し、続いて次のチャネルの選択を許しま す。二番目のデータ・シーケンスに示すとおり、「EN」 ビットが“L”の場合、すべてのチャネルがディスエーブ ルされ、アナログ信号は伝送されません。表1にチャン CLK CS EN = LOW EN = HIGH DATA 1 B2 B1 B2 B0 B1 B0 ANY ANALOG INPUTS D LTC1390 • F02 tON tOFF Figure 2: Multiplexer Operation 6-90 LTC1390 アプリケーション情報 ネル選択のための各種のビット組合せを示します。 Table 1. Logic Table for Channel Selection CHANNEL STATUS All Off S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 EN 0 1 1 1 1 1 1 1 1 B2 X 0 0 0 0 1 1 1 1 B1 X 0 0 1 1 0 0 1 1 B0 X 0 1 0 1 0 1 0 1 トされます。データはクロックの4番目の立上りエッジ の後、データ2に現れます。CSが“L”のとき、バッファ2 がイネーブルされ、バッファ1はディスエーブルされま す。これによって、デジタル入力データはクロックの遅 延なしに、データ2からデータ1まで直接転送されます。 マルチプレクサの拡張 何個かのLTC1390をディジイチェインして、 マルチプレクサ の入力数を拡張することができます。拡張にインタフェー ス・ポートを追加する必要はありません。図5に、2個の LTC1390をアナログ出力で接続して、LTC1286 A/Dコンバー タ入力で16-to-1マルチプレクサを形成する様子を示します。 VCC VEE デジタル・データ転送動作 図3のブロック図は、デジタル・データ転送に必要な LTC1390内に含まれる構成要素を示します。図4に示す とおり、デジタル・データ転送動作は、データ1から データ2、あるいはその逆に実行することができます。 CSが“H”のときには、バッファ1がイネーブルされ、 バッファ2がディスエーブルされます。デジタル入力 データは4ビットのシフト・レジスタに送られ、ついで チャンネル選択のためにMUXスイッチに、あるいは データ転送のためにバッファ1を経由してデータ2にシフ VCC 1 2 3 4 ANALOG INPUTS 5 6 7 8 16 1 15 S1 LTC1390 D 14 – A S2 V 13 S3 DATA 2 12 S4 DATA 1 11 S5 CS 10 S6 CLK 9 S7 GND 2 S0 V+ VREF VCC 8 7 CLK LTC1286 6 –IN DOUT 4 5 CS GND +IN 3 VCC CLK 4-BIT SHIFT REGISTER MUX SWITCHES 1 2 DATA 2 BUFFER 1 CS DATA 1 BUFFER 2 S0 V+ S1 LTC1390 D 3 B S2 V– 4 S3 DATA 2 ANALOG INPUTS 5 S4 DATA 1 6 S5 CS 7 S6 CLK 8 S7 GND 16 47k 15 14 13 12 11 10 DATA CS CLK 9 LTC1390 • F05 LTC1390 • F03 Figure 3. Simplified Block Diagram of the Digital Data Transfer Operation CLK 1 2 3 4 CS DATA 1 DATA 2 Hi-Z DATA OUT DATA IN DATA IN DATA OUT LTC1390 • F04 Figure 4. Digital Data Transfer Operation Figure 5. Daisy-Chaining Two LTC1390s for Expansion どの時点でも1本のチャネルしか切り替わらないよう保証 するために、 図6に示すように、 データには2組のチャンネル 選択ビットが必要です。 最初のデータ・シーケンスは、 1つの MUXをオフに切り替えるのに使用し、二番目のデータ・ シーケンスは他のMUXから1本のチャネルを選択する、あ るいはその逆に使用されます。 言い換えると、 ビット 「ENA」 が “H” で、 ビット 「ENB」 が “L” の場合、 MUX Aの1チャネルが オンに切り替わり、 MUX Bのすべてのチャネルがオフに切 り替わります。 ビット 「ENA」 が “L” で、 ビット 「ENB」 が “H” の 場合、MUX Aのすべてのチャネルがオフに切り替わり、 MUX Bの1チャネルがオンに切り替わります。 6-91 LTC1390 アプリケーション情報 CLK 1 2 3 4 5 6 7 8 CS DATA ENA A2 A1 A0 ENB B2 B1 NULL BIT D11 B0 D10 D9 D8 D7 tSMPL D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 tCONV DIGITAL INPUT FROM LTC1390 Hi-Z tDATA DIGITAL OUTPUT FROM LTC1286 LTC1390 • F06 Figure 6. Timing Diagram for Figure 5 U TYPICAL APPLICATIONS N Daisy-Chaining Five LTC1390s BYPASS CAPACITOR FROM V + TO GND AND V – TO GND REQUIRED FOR EACH LTC1390 VCC VEE 1 S0 V+ 2 ANALOG INPUTS S0 V+ 1 16 2 15 3 S1 LTC1390 D 3 14 A S2 V– 4 13 S3 DATA 2 5 12 S4 DATA 1 6 11 S5 CS 7 10 S6 CLK 8 9 S7 GND 1 VCC VREF +IN VCC 8 VCC 7 CLK LTC1286 6 –IN DOUT 4 5 GND CS 47k 16 ANALOG INPUTS 15 S1 LTC1390 D 3 14 – B S2 V 4 13 S3 DATA 2 5 12 S4 DATA 1 6 11 S5 CS 7 10 S6 CLK 8 9 S7 GND VCC VEE 2 1 2 3 4 ANALOG INPUTS 5 6 7 8 S0 V+ 1 ANALOG INPUTS 16 15 S1 LTC1390 D 14 – C S2 V 13 S3 DATA 2 12 S4 DATA 1 11 S5 CS 10 S6 CLK 9 S7 GND S0 V+ 16 2 15 S1 LTC1390 D 3 14 D S2 V– 4 13 S3 DATA 2 5 12 S4 DATA 1 6 11 S5 CS 7 10 S6 CLK 8 9 S7 GND 1 2 3 4 ANALOG INPUTS 5 6 7 8 S0 V+ 16 15 S1 LTC1390 D 14 E S2 V– 13 S3 DATA 2 12 S4 DATA 1 11 S5 CS 10 S6 CLK 9 S7 GND DATA* CS CLK *REQUIRES FIVE 4-BIT CHANNEL SELECTION DATA BYTES LTC1390 • F07 6-92 LTC1390 U TYPICAL APPLICATIONS N Interfacing LTC1390 with LTC1257 for Demultiplex Operation VCC VEE 1 2 3 4 ANALOG OUTPUTS 5 6 7 8 V+ S0 S1 LTC1390 S2 D 16 15 14 V– S3 DATA 2 S4 DATA 1 S5 CS S6 CLK S7 GND OPTIONAL D/A OUTPUT FILTER 13 12 11 10 VCC 47k VCC 1 8 VCC CLK LTC1257 7 VOUT DIN 3 6 LOAD VREF 4 5 DOUT GND 2 9 DATA CLK CS LTC1390 • F08 RELATED PARTS PART NUMBER DESCRIPTION COMMENTS LTC201A/LTC202/LTC203 Micropower, Low Charge Injection, Quad CMOS Analog Switches Each Channel is Independently Controlled LTC221/LTC222 Micropower, Low Charge Injection, Quad CMOS Analog Switches with Data Latches Parallel Controlled with Data Latches LTC128x/LTC129x Serial A/Ds with Integral MUXs 6-93