特征

●綠色空閑省電模式

●單個2.7V至3.6V電源

●使用3V邏輯操作

●0.1μF至1μF電荷泵電容器

●低電磁干擾

●低功率關(guān)機(jī)：20 nA

●完全符合RS-232

●460 kb/s數(shù)據(jù)速率

●一個接收器處于關(guān)閉狀態(tài)（ADM3307E/ADM3311E/ADM3312E/ADM3315E）

●兩個接收器處于關(guān)閉狀態(tài)（ADM3310E）

●ESD-232-2操作系統(tǒng)>1000 kV

●CMOS和RS-232 I/O上的ESD>15 kV IEC 1000-4-2（ADM3307E）

●適合汽車應(yīng)用

應(yīng)用

●手機(jī)/數(shù)據(jù)線

●筆記本電腦和筆記本電腦

●打印機(jī)

●外圍設(shè)備

●調(diào)制解調(diào)器

●PDA/手持設(shè)備/掌上電腦

功能框圖

一般說明

ADM33xxE系列驅(qū)動器/接收器產(chǎn)品的設(shè)計完全符合EIA-232標(biāo)準(zhǔn)，同時使用單個2.7 V至3.6 V電源。該設(shè)備具有車載電荷泵dc-dc轉(zhuǎn)換器，無需雙電源。這個dc-dc轉(zhuǎn)換器包含一個電壓三倍器和一個電壓逆變器，它從輸入3v電源內(nèi)部產(chǎn)生正、負(fù)電源。dcto-dc轉(zhuǎn)換器在綠色空閑模式下工作，電荷泵振蕩器被選通和關(guān)閉，以在不同負(fù)載條件下將輸出電壓保持在±7.25v。這將最大限度地降低功耗，使這些產(chǎn)品成為電池供電的便攜式設(shè)備的理想選擇。

ADM3312E和ADM3315ADM3315ADM331E適用于惡劣環(huán)境下的ADM3315ADM331E。ADM3307E包含ESD所有I/O線路（CMOS、RS-232、EN和SD）的保護(hù)高達(dá)±15 kV。

還提供了一個關(guān)閉設(shè)施，可將功耗降低到66牛米。關(guān)閉時，一個接收器保持活動狀態(tài)（兩個接收器在ADM3310E中處于活動狀態(tài)），從而允許監(jiān)視外圍設(shè)備。此功能允許關(guān)閉設(shè)備，直到外圍設(shè)備開始通信。

活動接收器可以向處理器發(fā)出警報，然后處理器可以使ADM33xxE設(shè)備退出關(guān)閉模式。

ADM3307E包含五個驅(qū)動程序和三個接收器，用于移動電話數(shù)據(jù)塊電纜和便攜式計算應(yīng)用程序。

ADM3311E包含三個驅(qū)動程序和五個接收器，用于筆記本電腦/筆記本電腦上的串行端口應(yīng)用程序。

ADM331E的兩個ADM331E的當(dāng)前關(guān)閉模式也允許兩個ADM331E處于活動狀態(tài)。

ADM3312E包含三個驅(qū)動程序和三個接收器，適用于串行端口應(yīng)用程序、PDA、移動電話數(shù)據(jù)塊電纜和其他手持設(shè)備。

ADM的331E型驅(qū)動器的輸入電阻為331E，降低了ADMe的輸入電阻。它的主要應(yīng)用是PDA、掌上電腦和移動電話數(shù)據(jù)包電纜。

ADM33xxE器件采用CMOS技術(shù)制造，功耗最小。所有部件都具有高水平的過壓保護(hù)和閂鎖抗擾度。

所有ADM33xxE設(shè)備均提供32引線5 mm×5 mmLFCSP WQ和TSSOP（28導(dǎo)聯(lián)TSSOP中的ADM3307E、ADM3310E和ADM3311E；24導(dǎo)聯(lián)TSSOP中的ADM3312E和ADM3315E）。ADM3311E也有28線的SSOP。

ADM33xxE設(shè)備是加固型RS-232線路驅(qū)動器/接收器，可從2.7 V至3.6 V的單一電源供電。升壓轉(zhuǎn)換器與電平轉(zhuǎn)換變送器和接收器相結(jié)合，允許在單電源操作時開發(fā)RS-232電平。特點包括低功耗，綠色閑置運(yùn)行，高傳輸速率，以及與歐盟電磁兼容指令兼容。本電磁兼容指令包括對輻射和傳導(dǎo)干擾的防護(hù)，包括高水平的靜電放電。

所有RS-232（以及適用于ADM3307E的CMOS、SD和EN）輸入和輸出均受到靜電放電保護(hù)（高達(dá)±15 kV）。這確保符合IEC 1000-4-2要求。

這些設(shè)備非常適合在電氣惡劣的環(huán)境中或RS-232電纜經(jīng)常被插拔的環(huán)境中工作。他們也免疫高射頻場強(qiáng)，無需特殊防護(hù)措施。

排放量也被控制在非常嚴(yán)格的范圍內(nèi)。CMOS技術(shù)被用來保持功耗在絕對最小，允許最大的電池壽命在便攜式應(yīng)用。

典型性能特性

電路描述

內(nèi)部電路主要由四部分組成。其中包括以下內(nèi)容：

•電荷泵電壓轉(zhuǎn)換器

•EIA-232變送器的3.3 V邏輯

•EIA-232至3.3 V邏輯接收器

•所有I/O線路上的瞬態(tài)保護(hù)電路

電荷泵直流-直流電壓轉(zhuǎn)換器

電荷泵電壓轉(zhuǎn)換器由250 kHz（ADM3307E為300 kHz）振蕩器和開關(guān)矩陣組成。轉(zhuǎn)換器從輸入3.0 V電平產(chǎn)生±9 V電源。這是通過開關(guān)電容技術(shù)分兩個階段完成的。首先，使用電容器C4作為電荷存儲元件，將3.0V輸入電源增加三倍至9.0V。然后，使用C5作為存儲元件，將+9.0 V電平反轉(zhuǎn)為產(chǎn)生−9.0 V。

但是，需要注意的是，與其他電荷泵dcto dc轉(zhuǎn)換器不同，ADM3307E上的電荷泵不開環(huán)運(yùn)行。輸出電壓通過綠色空閑電路調(diào)節(jié)至±7.25 V（對于ADM3310E和ADM3315E為±6.5 V），實際上從未達(dá)到±9 V。這樣既節(jié)省了電力，又保持了更恒定的輸出電壓。

三聯(lián)器分兩個階段工作。在振蕩器低相時，S1和S2閉合，C1向VCC快速充電。S3、S4和S5打開，S6和S7關(guān)閉。

在振蕩器高相時，S1和S2斷開，S3和S4閉合，因此S3的輸出電壓為2VCC。此電壓用于給C2充電。在沒有任何放電電流的情況下，C2在幾個循環(huán)后充電至2VCC。在振蕩器高相期間，如前所述，S6和S7閉合，因此S6的輸出電壓為3VCC。該電壓隨后用于給C3充電。電壓如圖25所示。

在振蕩器高相期間，S10和S11打開，而S8和S9關(guān)閉。在幾個周期內(nèi)，C3從電壓三倍頻器的輸出端充電到3VCC。在振蕩器低相期間，S8和S9打開，而S10和S11關(guān)閉。C3跨C5連接，其正極端子接地，負(fù)極端子為V輸出。在幾個循環(huán)中，C5充電至−3 VCC。

如果電流要求較小，V+和V-電源也可用于為外部電路供電。參見典型性能特征部分的圖12。

什么是綠色閑置？

綠色空閑是一種在空閑（無傳輸）條件下最小化功耗的方法，同時仍然保持?jǐn)?shù)據(jù)的即時傳輸能力。

它是如何工作的？

RS-232線路驅(qū)動器中使用的電荷泵型dc-dc轉(zhuǎn)換器通常是開環(huán)工作的，即輸出電壓不受任何方式的調(diào)節(jié)。在輕負(fù)載條件下，倍頻器的輸出電壓接近電源電壓的兩倍，三倍頻器的輸出電壓是電源電壓的三倍，紋波非常小。隨著輸出電壓的降低，紋波增加。

即使在空載條件下，振蕩器和電荷泵也以非常高的頻率工作，從而導(dǎo)致開關(guān)損耗和電流損耗。

綠色怠速通過監(jiān)測輸出電壓并將其保持在7v（1）左右的恒定值來工作。當(dāng)電壓上升到7.25 V（2）以上時，振蕩器關(guān)閉。當(dāng)電壓降到7 V1以下時，振蕩器打開，并向儲液罐電容器發(fā)送一個充電脈沖。在零負(fù)載的情況下，光泵的平均功耗幾乎被關(guān)斷了。

（1）、 對于ADM3310E和ADM3315E，更換為6.5 V。

（2）、 對于ADM3310E和ADM3315E，更換為6.25 V。

綠色空閑電路的框圖如圖26所示。對V+和V-進(jìn)行監(jiān)控，并將其與源于片上帶隙器件的參考電壓進(jìn)行比較。如果V+或V-低于7 V（1），振蕩器將啟動，直到電壓升至7.25 V（2）以上。

圖27所示為各種負(fù)載條件下V+的綠色怠速操作。在輕載條件下，C1保持在充電狀態(tài)，只需要一個振蕩器脈沖就可以給C2充電。在這種情況下，V+實際上可能會稍微超過7.25v（2）。

在中等負(fù)載條件下，C2充電至7.25 V（2）可能需要幾個循環(huán)。振蕩器的平均頻率更高，因為每個脈沖群中有更多的脈沖，脈沖群之間距離更近，頻率更高。

在高負(fù)載條件下，如果電荷泵輸出不能達(dá)到7.25 V（2），則振蕩器將持續(xù)打開。

綠色怠速與停機(jī)

關(guān)機(jī)模式通過完全關(guān)閉電荷泵來最小化功耗。在這種模式下，電壓三倍器中的開關(guān)配置為V+直接連接到VCC。V−為零，因為沒有充油泵操作來充注C5。這意味著在V+和V-達(dá)到其正常工作電壓之前，退出停機(jī)模式時會有一個延遲。綠色空閑在變送器空閑狀態(tài)下保持變送器電源電壓，因此不會發(fā)生這種延遲。

綠色閑置不會增加電源電壓紋波嗎？

開環(huán)工作的電荷泵輸出電壓的紋波取決于三個因素：振蕩器頻率、儲能器電容值和負(fù)載電流。儲液罐電容器的值是固定的。增加振蕩器頻率降低紋波電壓；降低振蕩器頻率增加紋波電壓。增加負(fù)載電流會增加紋波電壓，而降低負(fù)載電流則會降低紋波電壓。輕負(fù)載下的紋波電壓自然低于高負(fù)載電流下的紋波電壓。

使用綠怠速時，紋波電壓由綠怠速電路的高低閾值決定。這些電壓通常為7V（1）和7.25V（2），因此在大多數(shù)負(fù)載條件下，紋波為250 mV。在非常輕的負(fù)載條件下，可能會有一些超過7.25V（2）的超調(diào)，所以紋波會稍大一些。在高負(fù)載條件下，輸出永遠(yuǎn)達(dá)不到7.25V（2），綠色閑置電路不工作，紋波電壓由負(fù)載電流決定，與普通電荷泵中的情況相同。

電磁兼容性呢？

綠色怠速不能在恒定振蕩器頻率下工作。因此，振蕩器信號的頻率和頻譜隨負(fù)載而變化。任何輻射和傳導(dǎo)發(fā)射也會相應(yīng)變化。與其他模擬設(shè)備RS-232收發(fā)器產(chǎn)品一樣，ADM33xxE設(shè)備具有轉(zhuǎn)換速率限制和其他技術(shù)，以盡量減少輻射和傳導(dǎo)發(fā)射。

（1）、對于ADM3310E和ADM3315E，替換為6.5 V。

（2）、對于ADM3310E和ADM3315E，更換為6.25 V。

發(fā)射機(jī)（驅(qū)動器）部分

驅(qū)動器將3.3V邏輯輸入電平轉(zhuǎn)換為EIA-232輸出電平。當(dāng)Vcc=3.0 V并驅(qū)動EIA-232負(fù)載時，輸出電壓擺幅通常為±6.4 V（或ADM3310E和ADM3315E為±5.5 V）。

未使用的輸入可以保持不連接，因為內(nèi)部的400kV上拉電阻將它們拉高，迫使輸出進(jìn)入低狀態(tài)。當(dāng)接地時，輸入上拉電阻器的電源通常為8毫安，因此未使用的輸入應(yīng)連接到V或保持?jǐn)嚅_，以便將功耗降至最低。

接收段

接收器是反轉(zhuǎn)電平移位器，接受RS-232輸入電平并將其轉(zhuǎn)換為3.3v邏輯輸出電平。輸入端有5 kΩ的內(nèi)部下拉電阻器（ADM3310E為22 kΩ）接地，并可防止高達(dá)±30 V的過電壓。未連接的輸入端由內(nèi)部5 kΩ（或ADM3315E為22 kΩ）下拉電阻器拉至0 V。因此，對于未連接的輸入或連接到GND的輸入，這將導(dǎo)致邏輯1輸出電平。

接收機(jī)具有施密特觸發(fā)輸入，滯后電平為0.14V。這確保了噪聲輸入和慢轉(zhuǎn)換時間輸入的無誤接收。

啟用和關(guān)閉

使能功能旨在促進(jìn)數(shù)據(jù)總線連接，其中需要三個狀態(tài)的接收器輸出。在禁用模式下，所有接收器輸出都處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。關(guān)機(jī)功能旨在關(guān)閉設(shè)備，從而使靜態(tài)電流最小化。在停機(jī)狀態(tài)下，所有變送器被禁用。關(guān)閉所有接收器，接收器R3（ADM3307E、ADM3312E和ADM3315E）、接收器R5（ADM3311E）以及接收器R4和接收器R5（ADM3310E）除外。注意，禁用的變送器在關(guān)機(jī)狀態(tài)下不是三個狀態(tài)，因此不允許將多個（RS-232）驅(qū)動器輸出連接在一起。

關(guān)機(jī)功能在電池供電的系統(tǒng)中非常有用，因為它將功耗降低到66牛米。停機(jī)期間，充油泵也將停用。退出停堆后，電荷泵重新啟動，大約需要100μs才能達(dá)到其穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件。

高波特率

ADM33xxE具有高轉(zhuǎn)換速率，允許數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過EIA/RS-232E規(guī)范。在最壞的負(fù)載條件下，RS-232電壓水平保持在高達(dá)230 kbps（ADM3307E為460 kbps）的數(shù)據(jù)速率下。這允許兩個終端之間的高速數(shù)據(jù)鏈路。

布局和供應(yīng)解耦

由于ADM33xxE振蕩器的工作頻率很高，應(yīng)特別注意印刷電路板的布局，所有的記錄道都應(yīng)盡可能短，C1到C3應(yīng)盡可能靠近設(shè)備連接。強(qiáng)烈建議在設(shè)備下方和周圍使用接地層。

當(dāng)振蕩器在綠色空閑操作期間啟動時，VCC會產(chǎn)生大電流脈沖。因此，VCC應(yīng)采用10μF鉭和0.1μF陶瓷電容器的并聯(lián)組合進(jìn)行解耦，并盡可能靠近VCC引腳安裝。

電容器C1到電容器C3的值在0.1μF和1μF之間。值越大，紋波越小。這些電容器可以是選擇用于低等效串聯(lián)電阻（ESR）的電解電容器，也可以是非極性電容器，但強(qiáng)烈建議使用陶瓷類型。如果使用極化電解電容器，必須觀察極性（如C1+所示）。

ESD/EFT瞬態(tài)保護(hù)方案

ADM33xxE在所有輸入和輸出上使用保護(hù)性箝位結(jié)構(gòu)，將電壓鉗制到安全水平，并耗散ESD（靜電）和EFT（電快速瞬變）放電中的能量。保護(hù)結(jié)構(gòu)的簡化示意圖如圖30和圖31所示（ADM3307E保護(hù)結(jié)構(gòu)見圖32和圖33）。

每個輸入和輸出包含兩個背靠背的高速鉗位二極管。在RS-232信號電平最高的正常工作期間，二極管沒有任何影響，因為根據(jù)信號的極性，一個或另一個是反向偏置的。但是，如果電壓超過約±50 V，則會發(fā)生反向擊穿，并且電壓被鉗制在該水平上。二極管是大p-n結(jié)，用來處理超過幾安培的瞬時電流浪涌。

發(fā)射機(jī)輸出和接收機(jī)輸入具有類似的保護(hù)結(jié)構(gòu)。接收器輸入還可以通過內(nèi)部5 kΩ（對于ADM3310E為22 kΩ）電阻器和保護(hù)二極管，耗散部分能量。

ADM3307E保護(hù)方案略有不同（見圖32和圖33）。接收機(jī)輸入、發(fā)射機(jī)輸入和發(fā)射機(jī)輸出包含兩個背靠背的高速鉗位二極管。接收器輸出（CMOS輸出），SD和EN引腳，包含一個反向偏置高速箝位二極管。在最大CMOS信號電平的正常工作下，接收機(jī)輸出、SD和EN保護(hù)二極管沒有影響，因為它們是反向偏置的。但是，如果電壓超過約15伏，則會發(fā)生反向擊穿，電壓會被鉗制在這個水平上。如果電壓達(dá)到−0.7 V，則二極管正向偏壓，電壓固定在該水平。接收器輸入還可以通過內(nèi)部5 kΩ電阻器和保護(hù)二極管耗散部分能量。

保護(hù)結(jié)構(gòu)在所有RS-232 I/O線路（以及所有CMOS線路，包括ADM3307E的SD和EN）上實現(xiàn)高達(dá)±15 kV的ESD保護(hù)。有關(guān)測試保護(hù)方案的方法，請參閱ESD測試（IEC 1000-4-2）一節(jié)。

ESD試驗（IEC 1000-4-2）

IEC 1000-4-2（以前的801-2）規(guī)定了使用接觸放電和氣隙放電兩種耦合方法進(jìn)行的符合性測試。接觸放電需要直接連接到被測單元。氣隙放電使用更高的測試電壓，但不與被測單元直接接觸。在空氣放電的情況下，放電槍朝被測單元移動，在氣隙上形成一個電弧，因此稱為空氣放電。這種方法受濕度、溫度、大氣壓、距離和放電槍關(guān)閉速度的影響。接觸放電法雖然不太現(xiàn)實，但重復(fù)性更高，比氣隙法更容易被接受。

雖然ESD脈沖中包含的能量非常少，但極高的上升時間加上高電壓會導(dǎo)致無保護(hù)半導(dǎo)體發(fā)生故障。電弧或加熱會立即導(dǎo)致災(zāi)難性破壞。即使災(zāi)難性故障不會立即發(fā)生，設(shè)備也會出現(xiàn)參數(shù)退化，從而導(dǎo)致性能下降。持續(xù)暴露的累積效應(yīng)最終會導(dǎo)致完全失效。

I/O線路特別容易受到ESD損壞。簡單地觸摸或插入I/O電纜會導(dǎo)致靜電放電，從而損壞或完全破壞連接到I/O端口的接口產(chǎn)品。傳統(tǒng)的ESD測試方法，如MIL-STD-883B方法3015.7，不能完全測試產(chǎn)品對這種放電的敏感性。本試驗旨在測試產(chǎn)品在搬運(yùn)過程中對靜電放電損傷的敏感性。

每個引腳都要相對于所有其他引腳進(jìn)行測試。傳統(tǒng)試驗與IEC試驗有一些重要區(qū)別。

•IEC試驗在放電能量方面更為嚴(yán)格。注入的峰值電流超過4倍。

•在IEC試驗中，電流上升時間明顯更快。

•IEC試驗在設(shè)備通電時進(jìn)行。

ESD放電可能會導(dǎo)致被測器件發(fā)生閉鎖。因此，該測試更能代表設(shè)備在通電情況下正常運(yùn)行的真實I/O放電。然而，為了最大程度地讓人安心，這兩種測試都應(yīng)進(jìn)行，以確保在搬運(yùn)期間和隨后的現(xiàn)場服務(wù)期間都能得到最大程度的保護(hù)。

ADM33xxE設(shè)備使用上述兩種測試方法進(jìn)行測試。按照標(biāo)準(zhǔn)55.1對所有人體引腳進(jìn)行測試。此外，所有I/O引腳均按照IEC 1000-4-2測試規(guī)范進(jìn)行測試。產(chǎn)品在以下條件下進(jìn)行測試：

•通電正常運(yùn)行

•關(guān)閉電源

IEC 1000-4-2規(guī)定了四個符合性等級。ADM33xxE零件滿足接觸放電和氣隙放電的最嚴(yán)格合規(guī)性水平。這意味著產(chǎn)品能夠承受超過8千伏的接觸放電和超過15千伏的氣隙放電。

外形尺寸

汽車產(chǎn)品

ADM3307EW型號提供受控制造，以支持汽車應(yīng)用的質(zhì)量和可靠性要求。請注意，該車型的規(guī)格可能與商用車型有所不同；因此，設(shè)計師應(yīng)仔細(xì)閱讀本數(shù)據(jù)表中的規(guī)格部分。只有所示的汽車級產(chǎn)品可用于汽車應(yīng)用。請聯(lián)系您當(dāng)?shù)氐哪M設(shè)備客戶代表，以獲取特定的產(chǎn)品訂購信息，并獲取此型號的特定汽車可靠性報告。

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