可编程信号路由 · 半导体交叉开关

交叉点开关阵列

先确定信号怎样穿过阵列,再数输入和输出。双向模拟开关与带缓冲的视频交叉开关具有不同的电压、负载和扇出条件;端口数量、开关控制速度与信号带宽要分别选型。

从开关单元、控制逻辑和输入输出三项功能结构出发,逐项解释十二项参数,并用ADG2128与LMH6586的原厂手册说明接线、切换和验收边界。

交叉点开关阵列应用场景
电子实验室中的信号路由测试场景;电路与测试条件按实际器件设计确认

交叉点负责选路,信号类型决定电路结构

产品作用

交叉点开关阵列在多条信号线路之间提供可控连接。ADI的ADG2128为8×12、96个双向模拟开关,可按行列设置通路;TI的LMH6586为32输入、16输出的视频交叉开关,包含输入缓冲、直流恢复钳位和输出缓冲。前者的双向通路与后者面向NTSC/PAL视频的定向处理路径不能直接互换。[1][2]

工作原理

控制逻辑接收地址及路由命令,更新交叉点的开关状态。ADG2128可分别写入多处状态,最后通过LDSW命令一起生效,上电复位时所有开关断开;LMH6586则为各输出选择输入,并允许同一输入送往多个输出。信号实际经过的开关、电容、缓冲和负载决定传输表现,控制接口的时钟频率不是模拟信号带宽。[1][2]

三项是芯片功能结构,不是三颗必选外置器件

以下解释交叉开关内部的选路、控制和信号接口。具体芯片是否含缓冲、钳位、检测及终端电阻,应读框图和应用电路;完整模块还需电源、PCB和连接方案,不能把片内功能当作含数量料号的制造BOM。[1][2]

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部件作用材料与配置
交叉点模拟开关单元选通行列之间的信号路径。ADG2128有96个双向开关;LMH6586手册说明32×16矩阵使用512个CMOS模拟开关。交叉点数描述内部可选连接,不等于可独立接出的端口数。[1][2]两份原厂手册说明CMOS模拟开关结构,不能据品类名称推成砷化镓、BJT或机械继电器。具体晶圆工艺、互连与封装材料按原厂型号文件确认。[1][2]
地址、寄存器与更新逻辑解释串行命令并保持路由状态。ADG2128的锁存更新与标准/快速模式读回用于配置和调试;LMH6586为输出分配输入选择寄存器。寄存器写入成功与实际模拟路径合格需分别检查。[1][2]这是片内数字控制功能;封装、逻辑输入电平和控制电源由器件决定,不能仅凭硅半导体描述确认主机电平兼容。[1]
模拟端口、缓冲与外部连接连接外部信号源和负载。ADG2128按无缓冲双向通路分析导通电阻和电容;LMH6586带输入与输出缓冲、交流耦合输入和直流恢复钳位,输出增益及终端负载须配套。[1][2]引脚、封装焊盘、PCB走线、连接器和外部终端不是同一部件。铜或金属名称不证明阻抗和带宽,应结合封装图、板层及测量参考面核对。[1][2]

十二项参数,把路由、模拟性能与控制分别记录

以下型号只用于说明参数的读法,不代表所有交叉开关的通用范围,也不构成中国厂家供货或互换保证。ADG2128采用Rev.E(2023-03),LMH6586采用SNCS105D(2013-03),数值连同供电、负载、温度与信号幅度一起阅读。

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参数资料与范围选型含义
行列、端口与同时连接矩阵大小、方向、扇出和允许组合ADG2128的8×12表示96个交叉开关,行列均可作输入或输出;LMH6586的32输入与16视频输出有方向,另有用于同步分离的专用输出。不能把交叉点数量当成独立信号端口数。[1][2]
模拟带宽与幅度响应MHz、幅度、路由及负载条件LMH6586在25°C、5V、150Ω/12pF等表定条件下,小信号20mVpp的−3dB带宽典型66MHz,大信号1.5Vpp则典型29MHz。模拟带宽不能直接写成数字比特率,也不能只用小信号数字判断大幅度视频。[2]
导通损耗、导通电阻与增益测量参考面、频率及负载ADG2128的导通电阻随供电、信号和温度变化。例如表1在VDD=10.8V、VIN=0V、IS=−10mA、25°C给30Ω典型/35Ω最大,不能扩为所有信号电平的上限。带缓冲的LMH6586另有1倍/2倍增益,需分清通路损耗与主动增益。[1][2]
关断隔离与通道串扰关断路径、干扰通道和频率分别LMH6586在6MHz、增益2及其表定负载条件下,关断隔离典型−70dB、相邻通道串扰典型−58dB。它们测不同路径;比较时需同频率、同路由和同一符号定义,不能把两项数值互换。[2]
开关动作、总线写入与稳定时间tON/tOFF、命令序列和最终信号稳定ADG2128表1在12V单电源表定条件、RL=300Ω和CL=35pF下,tON典型170ns、tOFF典型210ns。原厂定义的动作时间从逻辑变化量到输出判定点,不能作为包含I²C命令、更新和采样等待的完整系统切换时间。[1]
工作温度与型号后缀环境温度、结温、储存与板级散热ADG2128订货表将B型号列为−40至85°C,Y型号为−40至125°C。型号后缀、环境工作范围与结温或储存极限分别核对;高温等级本身不证明具有高速I²C或指定汽车资格。[1]
模拟电源、逻辑电源与信号摆幅VDD/VSS/VL及信号允许范围ADG2128分别给12V单电源及±5V双电源性能表,VL为独立逻辑电源;表中模拟信号范围上限为VDD−2V。逻辑输入判定、电源额定、绝对最大值与正常信号范围不是同一项,接线应按对应表及脚注确认。[1]
供电电流、负载与功耗各电源轨电流、接口活动和热条件ADG2128把IDD、ISS和逻辑IL分别列出,并区分接口空闲、400kHz及HS模式。其双电源续表有3.4MHz典型电流与最大列大小不一致,应向原厂确认;不从该疑点推出功耗保证。完整功耗还须按实际供电、路径负载和运行状态核算。[1]
控制接口、速率与读回协议、后缀、总线电容与更新模式ADG2128 Rev.E订货表只有ADG2128BCPZ-HS-RL7列3.4MHz,且时序表将这一速率限定CB≤100pF;其他所列后缀为100/400kHz。读回说明限标准与快速模式;LDSW用于多开关一起更新。[1]
封装、焊盘与板级连接准确封装代码及装配图ADG2128订货表为32引脚LFCSP、5×5mm、CP-32-7,并给带裸露焊盘描述;外形、焊盘及贴装文件分别核对。不要用另一种封装的通用标准号代替该型号图纸,也不要把芯片外形当模块尺寸。[1]
器件静电敏感性与试验模型器件HBM/MM或整机试验对象LMH6586表列HBM2500V、MM250V,脚注分别指定器件试验方法。ADG2128则给ESD敏感性警示;不能由其他芯片的等级补填它的额定,也不能把器件HBM指标写成成品接插件的ESD抗扰度。[1][2]
具体订货料号的材料合规后缀、制造批次与原厂声明ADG2128订货表说明Z代表RoHS Compliant Part。采购按准确料号取得适用声明及追溯文件;这不是所有阵列或带它的整块板自动合规的证明,也不把材料声明当成电气性能或质量认证。[1]

一条路变成多条路,带宽和负载也跟着变

ADG2128单电源表给单路径−3dB带宽典型210MHz,另在“8 inputs to 1 output”配置列16.5MHz;双电源表相应为300MHz与18MHz。这些是不同的测试连接条件,不是任意扇出下都保持同一带宽的保证。板级还需核对源阻抗、终端和走线,不把可编程连接能力当作多路有源信号可随意短接。[1]

LMH6586的输入缓冲使一个视频输入能够送至多个输出,但多个输出合并扩展矩阵时,原厂明确要求同一连接节点只允许一个输出处于活动状态。数据手册说明没有输出短路保护;其他输出需按其扩展方案置于高阻状态,不能凭“非阻塞”就同时驱动同一节点。[2]

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比较项ADG2128LMH6586
信号路径双向模拟开关,通路有导通电阻与电容。[1]输入/输出缓冲及视频钳位,方向和负载由电路确定。[2]
选择与扇出多个交叉点可设置,电气连接必须检查信号源冲突。[1]任意输入可送多个视频输出;合并输出的活动状态受限。[2]
控制含义I²C配置及LDSW锁存更新,不是模拟采样时钟。[1]I²C为每个输出选择输入,另有关闭与检测寄存器。[2]

命令被应答,还要验证实际路由和复位状态

ADG2128的地址与数据字写入后,只改变被寻址开关,其他开关保留原状态。需要多路径同步变更时,先锁存再用LDSW一起更新;还应测试上电、RESET和异常通信后的信号路径。读回适合检查配置状态,不能代替导通损耗、关断耦合或输出稳定时间的测量。[1]

半导体阵列的验证应围绕电源和信号范围、路由状态、负载、温升与静电防护。出现输出异常时,先检查复位和关闭状态、输入幅度及电源、终端和扩展连接,再与原厂测试电路比较。按设备文件进行诊断,不给密封芯片安排机械触点清洁,也不把单个失真现象直接判作芯片损坏。[1][2]

工作条件与极限表分开使用。两份手册都说明绝对最大值不是功能保证;ADG2128的ESD警示也说明保护电路不能免除静电预防。板级装配和焊点检查不能替代器件电气验证,不把通用耐压试验直接施加到信号引脚。[1][2]

把每种路由的测试条件交给供应方

原厂ADG2128带宽与串扰测试分别给测量连接,LMH6586电气表也注明信号幅度、增益和负载。验收时把需要的路由组合、邻近通道状态、测量面、供电温度及允许误差写清,不能仅用上电能通信作为整条信号链合格的依据。[1][2]

需求中的输入/输出数、双向或定向、同时活动信号源、扇出与扩展连接:[ ]

信号种类、幅度及偏置、模拟频率或数字格式、源与负载阻抗:[ ]

插入损耗/增益、隔离与串扰的频率、路径组合和测量参考面:[ ]

控制接口、准确型号后缀、总线速率电容、锁存/读回及复位要求:[ ]

模拟与逻辑电源、温度、封装、PCB连接、追溯和材料声明:[ ]

包含命令和信号稳定的切换时序、实测电气记录、交付与验收文件:[ ]

关联的应用系统与部件

以下入口来自产品关系,用于继续查阅;具体机型的装配和兼容性仍需对应型号资料。

应用系统

资料来源与适用范围

核对日期:2026-10-14。两份原厂手册用于说明具名半导体模拟阵列的功能和读表方法,不是中国制造商关联或互换依据。继电器矩阵、数字高速交叉开关与整机矩阵需要各自的技术资料;未从本页模拟器件指标推定其能力。

  1. Analog Devices:ADG2128数据手册Rev.E,2023-0326页文件,第1–8、14–21、25–26页的条件表、术语、路由、复位、LDSW、读回、后缀与封装;第3、15页表图实际核对。续表3.4MHz电流典型/最大列疑点不用于功耗保证。
  2. Texas Instruments:LMH6586,SNCS105D,2013-03修订36页文件,第1–9、18–28页及相关典型曲线:视频路径、表定条件、隔离/串扰、控制及扩展限制;第3、7页图表实际查看。第7页电气与极限表及22–23页功耗文字有差异,不擅自合成电源极限或统一功耗。

交叉点开关阵列相关厂家

比较厂家官网列出的产品系列,在本页查看资料、准备采购需求。

0 家 · 产品来源可查

采购需求由 CNFX 接收处理。厂家认领标识与产品资料来源分别展示;具体型号、供货及交期以双方确认为准。

常见问题

8×12阵列是否有96个外部输入?

ADG2128的8×12是96个交叉开关,外部模拟线路为12条X线和8条Y线,且可双向使用。交叉点数量与端口数量不同。[1]

ADG2128所有后缀都能使用3.4MHz I²C吗?

Rev.E订货表只给ADG2128BCPZ-HS-RL7这一速率,并需满足时序表的总线电容条件。其他列示后缀为100/400kHz,读回说明也限标准与快速模式。[1]

为何LMH6586同一表里有66MHz和29MHz?

它们分别是小信号20mVpp和大信号1.5Vpp的典型−3dB带宽,连同表头25°C、5V、150Ω与12pF等条件一起使用,不能只取较大数字描述所有视频幅度。[2]

多个交叉开关输出是否可以直接并联扩展?

必须按具体器件的扩展电路处理。LMH6586要求合并节点只让一个输出活动,其余关闭为高阻,并说明没有输出短路保护;“非阻塞”不表示允许输出相互驱动。[2]

I²C写入已应答,为什么仍需要模拟测量?

应答和读回只能帮助验证通信或配置;实际路径还可能受负载、终端、供电、幅度和寄生耦合影响。应按原厂测试连接检查导通、隔离、串扰和信号稳定。[1][2]

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