MAX6816/MAX6817/MAX6818：高性能开关去抖器的应用与特性解析

在电子设备设计中，机械开关的抖动问题常常困扰着工程师们。抖动不仅会导致信号不稳定，还可能引发系统误操作。今天我们就来深入了解一下 Maxim Integrated 推出的 MAX6816/MAX6817/MAX6818 系列开关去抖器，看看它们是如何解决这一问题的。

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产品概述

MAX6816/MAX6817/MAX6818 分别为单通道、双通道和八通道开关去抖器，能够为机械开关与数字系统之间提供清晰的接口。它们可以接收来自机械开关的一个或多个抖动输入，并在短暂的预设验证延迟后产生干净的数字输出，有效去除开关打开和关闭时的抖动。

产品特性

系统接口简化

• 单电源供电：支持 +2.7V 至 +5.5V 的单电源操作，适用于多种电源环境。
• 无需外部组件：单通道的 MAX6816 和双通道的 MAX6817 采用 SOT 封装，无需外部组件，低电源电流使其非常适合便携式设备。
• 多种通道可选：提供单通道、双通道和八通道版本，满足不同应用需求。
• 低电源电流：典型电源电流仅为 6μA，有助于降低系统功耗。

高可靠性保护

• 宽输入电压范围：输入可以承受高达 ±25V 的电压，超过电源电压，增强了系统的容错能力。
• ESD 保护：输入引脚具有 ±15kV 的人体模型 ESD 保护、±8kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 接触放电保护和 ±15kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 气隙放电保护，适用于恶劣的工业环境。

八通道版本优势

• 直接数据总线接口：MAX6818 专为数据总线接口设计，具有三态输出，可直接与微处理器接口。
• 状态变化输出：提供开关状态变化输出（CH），简化了微处理器的轮询和中断操作。
• 引脚兼容：与 LS573 八进制锁存器引脚兼容（除 CH 引脚外），方便与数字数据总线连接。

应用领域

该系列去抖器广泛应用于多个领域，包括微处理器开关接口、工业仪器、基于 PC 的仪器、便携式仪器和薄膜键盘等。

电气特性

电压与电流参数

• 工作电压范围：2.7V 至 5.5V。
• 电源电流：不同型号在不同条件下有所差异，典型值为 6μA 至 80μA。

  去抖时间

  不同型号的去抖持续时间有所不同，一般在 17ms 至 90ms 之间。

  输入输出特性

• 输入阈值：VIL 为 0.8V，VIH 在 VCC = 5V 时为 2.4V，VCC = 2.7V 时为 2.0V。
• 输入滞后：300mV。
• 输入上拉电阻：32kΩ 至 100kΩ。
• 输出电压：VOH 在 ISOURCE = 0.4mA 时为 VCC - 1.0V，VOL 在 ISINK = 1.6mA 时为 0.4V。

工作原理

MAX6816/MAX6817/MAX6818 通过要求顺序时钟输入在多个采样周期内保持相同状态来去除开关抖动。只有当输入稳定 40ms 后，输出才会改变。其电路由片上振荡器、计数器、异或非门和 D 触发器组成。当输入与输出不相等时，异或非门会发出计数器复位信号；当开关输入状态在整个验证周期内稳定时，计数器会触发触发器，更新输出。

ESD 保护

该系列产品在所有引脚都集成了 ESD 保护结构，特别是在开关输入引脚具有额外的保护。它们能够承受 ±15kV 的人体模型 ESD 测试、±8kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 接触放电测试和 ±15kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 气隙放电测试。与其他解决方案不同的是，在发生 ESD 事件后，MAX6816 - MAX6818 可以继续工作而不会出现闩锁现象。

MAX6818 与微处理器接口

MAX6818 具有输出使能（EN）输入，允许开关输出在微处理器数据总线上处于三态，直到被微处理器轮询。开关输入状态的变化会被检测到，经过去抖周期后，输出（CH）会变低以向微处理器发出信号。如果不使用输出使能，可将 EN 引脚接地以始终启用开关输出；如果不需要状态变化信号，可将 CH 引脚悬空。

总结

MAX6816/MAX6817/MAX6818 系列开关去抖器以其简化的系统接口、高可靠性的保护和灵活的应用特性，为电子工程师在处理机械开关抖动问题时提供了一个优秀的解决方案。无论是在工业环境还是便携式设备中，它们都能发挥重要作用。你在实际设计中是否遇到过开关抖动的问题？你会考虑使用这类去抖器吗？欢迎在评论区分享你的经验和想法。