如何选择适合手机应用的开关
智能手机中通常都集成一个收音机、MP3播放器和照相机。这种多媒体应用的增长已经引起对高性能模拟开关传输高质量音频信号和铃声需求的增加。为了适应这些复杂的应用，手机的设计必须最大限度地减少元器件数量、减小封装尺寸、降低功耗和成本。
本文阐述了如何利用几个专门设计的开关来解决上述问题。首先介绍选择开关时需要考虑的关键参数，然后介绍了如何将关键参数转换为开关的技术指标。产品设计工程师可以使用单个器件，而不采用重复的器件（例如音频放大器），并且在要求的功能之间切换该器件。
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图1b 在5 V条件下，ADG849的导通电阻
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2b 传声器开关
图3 在话音和铃音之间切换
图4 当数据发送到PC时，ADG736在USB和UART接口之间的切换
开关的关键参数
导通电阻
一个开关的导通电阻(Ron)可在输入端和输出端之间测量得到。当一个电流信号通过该开关时会产生I×Ron的电压降，其中I是通过的电流。因此该导通电阻直接影响信号的损耗。例如，当一个开关连接到一个扬声器时，开关应该具有尽可能低的Ron。
Ron的均匀性
Ron的均匀性用于度量Ron在整个信号范围内Ron的变化程度，当信号通过开关时，它会造成失真。当需要高质量音频特性时， 要求Ron均匀性数值非常小。图1示出了两款手机开关的Ron。在任何温度下，在信号范围内Ron的均匀性典型值为0.1W。
封装尺寸
由于手机尺寸越来越小，所以设计工程师需要以尽可能小封装尺寸的开关实现所要求的开关性能。技术创新使开关制造商以多种封装选择提供高质量的开关成为可能。标准封装（SC70和SOT-66）、小外形芯片级封装（LFCSP）和圆片级封装（WLCSP）都能满足以上要求。
功耗
在待机和通话两种模式中都能延长电池的寿命非常重要。因此，手机中采用的任何器件都需要低功耗。
大电流处理能力
为了输出大的音频信号，手机中采用的开关必须能驱动大电流，因此这些开关允许通过的电流量是一项关键技术指标。在大功率输出级中通过400mA的连续电流是很常见的。
开关的选择
免提音频信号路由选择
免提套件现在对于大多数手机用户都是标准配置。有些国家已经禁止在开车时使用移动电话，这使得免提套件必须包含用于外部传声器或者扬声器的接口。另外，人们通常使用一个夹在翻领上的传声器讲话并且用听筒收听。
当选择适合于这种应用的开关时，必须考虑两个方面：传声器开关和扬声器开关。采用扬声器开关时，该开关与8 W~32W扬声器串连，因此它的导通电阻必须尽可能低。低的Ron有助于在发送音频信号时使损耗最小。一个具有超低Ron的开关还会提供优良的Ron均匀性。这使音频信号失真最小，这是听收音机或者MP3播放器的基本要求。图2和图3示出了该开关采用双SPDT（单刀双掷）的配置情况。建议ADG836双SPDT开关在1.8V~ 3.3V工作电压范围内使用。ADG736和ADG884非常适合于5V工作电压。对于传声器开关，ADG839非常适用于1.8 V~3.3 V工作电压范围。ADG819、ADG849、ADG859或者ADG779都非常适合于5V工作电压。
手机通话时禁用回铃音
手机的扬声器随时都可以用于输出铃声或者主叫用户声音。但是当接听来电时，必须关断振铃。正如音频信号路由选择，其开关也是差分信号输入的，所以需要一个双SPDT开关。如果该开关接在放大器之后，为了适应信号摆幅，需要采用一个5V开关。如果该开关接在放大器之前，则需要一个具有超低失真特性的开关以保持音频信号质量。
电池的选择
当拆卸电池时，移动电话必须能保留其用户设置的数据，例如，电话号码簿、闹钟和工作任务提醒。为了保存这些设置的数据，该电话必须具有一个不能拆卸的内置电池。当用户拆卸该电池模块时，该电话必须切换到内部电池。一种典型的配置是采用一个1.8V工作的SPDT开关以保持电池电源。手机电池具有~100 mV允许误差。为了满足这项技术指标要求，当在1.8 V电源电压条件下100 mA电流通过该开关时，要求Ron<1W。ADG839完全满足这些技术要求，所以它是这类应用的理想器件。
其它功能
扩展手机功能的要求不断增长，例如，调频（FM）收音机、MPEG4功能、个人数字助理（PDA）和MP3播放器。这些新的要求为手机设计带来了相应的挑战。对于MP3播放器和民用FM收音机应用，需要一个立体声音频放大器。设计工程师为实现这些功能应该提供第二个音频放大器或者通过开关切换到已经用于内部扬声器的音频放大器，但是从封装尺寸和成本考虑，采用一个音频放大器和附加一个开关是最佳选择。可用开关ADG836，其Ron仅为0.5W，损耗低于0.1 dB。
PC和手机之间的数据传输
许多手机能连接到PC，用来发送电子邮件、工作日程提醒、联系信息或者话音备忘录。如果手机带有一个集成的照相机，该手机必须还能下载图片。适合这种类型的接口有几种选择，主要包括USB，红外（IrDA）或RS-232接口。手机制造商难以承受为每种接口都提供一个连接器所要求的成本和体积，必须寻找另外一种提供手机存取的方法。最简单的方法是将某些引脚复用到连接器上。这些引脚必须能双向传输数字信号和模拟信号。这对于现代CMOS开关没有问题。这种开关必须能满足USB标准的Ron和频率要求。另外，为了满足USB安全技术规范，此开关必须能24小时允许5.25V误差。满足这种要求最简单的方法就是选择5 V电源电压的开关。
图4示出如何利用一个模拟开关使电缆接线选择更灵活，同时保持印制电路板面积最小。ADG736和ADG787都是能工作在5 V电源电压的双SPDT开关（还保持差分信号），并且允许在USB和RS-232接口之间共用接线插座。ADG787和ADG736都满足USB1.1标准全速率规范、Ron要求和Ron均匀性指标，因此开关引起的加性抖动非常低。
结语
开关在手机中的应用本身可能很简单，但是对元器件选择的要求却非常严格。本文介绍了开关的主要技术指标以及如何为各种应用选择开关。