安森美NS5S1153：音频与USB 2.0高速切换的理想之选

在电子设备的设计中，如何高效地实现音频和高速数据的切换是一个关键问题。安森美（onsemi）的NS5S1153开关为我们提供了一个出色的解决方案，下面就为大家详细介绍这款产品。

文件下载：NS5S1153-D.PDF

产品概述

NS5S1153是一款双刀双掷（DPDT）开关，专为真正接地音频和USB 2.0高速数据组合应用而设计。它允许便携式系统使用单个端口传输USB数据或来自外部耳机的音频信号，其2个通道符合USB 2.0、USB 1.1和USB 1.0标准。该开关能够处理低至接地以下2V的负电压信号，这一特性使其在处理特殊信号时表现出色。

产品特性

高速切换能力

• 2:1高速开关：能够快速、稳定地在音频和USB数据信号之间进行切换，满足高速数据传输的需求。
• 高带宽：在D + / D - 上具有820 MHz的高带宽，确保USB 2.0高速数据的稳定传输。

音频性能优化

• 负摆幅信号处理：在R / L通道上能够处理低至 - 2V的负摆幅信号，保证音频信号的完整性。
• 降低噪声：音频端口配备分流电阻，当音频通道关闭时，这些电阻会接入电路，为音频线上可能积累的电荷提供安全的接地路径，从而减少音频系统中的“噗噗”声和“咔嗒”声。
• 超低总谐波失真（THD）：在音频模式下，进入16Ω负载时的THD低至0.01%，提供高质量的音频输出。

自动切换功能

• VBUS检测电路：配备VBUS检测电路，当检测到VBUS上有电压时，能够立即切换到USB模式，实现自动切换，提高使用的便利性。

兼容性与耐受性

• 控制引脚兼容性：控制引脚与1.8V兼容，方便与其他电路集成。
• 高电压耐受性：公共引脚能够耐受5.25V的电压，增强了产品的可靠性。

产品封装与订购信息

NS5S1153采用节省空间的超薄1.4 x 1.8 x 0.5 mm 10引脚UQFN封装。订购信息如下：	设备型号	封装	运输方式
NS5S1153MUTAG	UQFN10（无铅）	3000 / 卷带包装

如需了解卷带规格，包括部件方向和卷带尺寸，请参考安森美的卷带包装规格手册BRD8011/D。

引脚描述与真值表

引脚描述

引脚编号	名称	方向	描述
1		I/O	USB信号的负数据线
2		I/O
3	L	I/O
4		Power	接地
5			电源
6	COM -		左音频/负数据公共线
7		I/O
8	ASEL	Input	控制输入覆盖选择线
9	VBUS_CTRL		来自$V_{BUS}$的控制输入选择线。如果此引脚由开漏I/O驱动，建议最大上拉电阻为100 kΩ
10	D +	I/O	USB信号的正数据线

真值表

A SEL	V BUS	L, R	D +, D -	L, R SHUNT
Low	Low	ON	OFF	OFF
Low	High	OFF	ON	ON
High	X	ON	OFF	OFF

通过真值表，我们可以清晰地了解不同控制信号下开关的工作状态，方便进行电路设计和调试。

工作条件

最大额定值

符号	描述	范围	单位
VBUS	VBUS CTRL	-0.5 to +6.0	V
R to COM +, L to COM -		-2.5 to VCC + 0.5
Vis	COM +, COM -		5.25	V
VIN	控制输入覆盖电压	-0.5 to +6.0	V
ICC	正直流电源电流	50
IS_CON	COM +, COM -; R, L, D +, D -	模拟信号连续电流 - 闭合开关
IS_PK	R, L, D +, D -	模拟信号连续电流（10%占空比）	±500	mA
	ASel	控制输入覆盖电流
VBUS_CTRL	VBUS控制输入电流

超过最大额定值可能会损坏设备，因此在设计时必须严格遵守这些参数。

推荐工作条件

符号	引脚	参数	最小值	最大值	单位
V CC	V CC	正直流电源电压	2.7	5.0	V
V BUS	V BUS_CTRL	V BUS控制输入电压	GND	5.25	V
V IS	D + to COM +, D - to COM -	模拟信号电压（注1）	GND	V CC	V
R to COM +, L to COM -		-2.0	V CC
V IN	ASel	控制输入覆盖电压	GND	V CC	V
T A		工作温度	- 40	+ 85	°C

注1：在USB模式下，施加到关闭状态音频输入R、L的任何信号不得低于地电位或高于1.5V。

电气特性

直流电气特性

包括控制输入电压、电流、导通电阻、静态电流等参数，这些参数在不同的测试条件下有具体的数值范围，例如在典型的25°C、VCC = 3.3V条件下，控制输入高电压、低电压等都有明确的规定。

交流电气特性

涵盖了开关的开启时间、带宽、隔离度、总谐波失真等参数，这些参数反映了开关在交流信号下的性能表现。例如，在不同的负载和频率条件下，开关的带宽、隔离度等会有所不同。

典型应用

NS5S1153适用于多种应用场景，如微型或迷你USB应用、单个连接器上的共享高速数据或音频、手机、平板电脑、条形码扫描仪和便携式设备等。

总结

安森美NS5S1153以其出色的音频和USB 2.0高速切换能力、良好的电气性能和丰富的特性，为电子工程师在设计音频和数据切换电路时提供了一个可靠的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的设计需求，合理选择工作条件和参数，以充分发挥该产品的优势。大家在使用过程中遇到过哪些类似产品的设计挑战呢？欢迎在评论区分享交流。