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+3.0V到+5.5V RS-232收发器—SP3222E/3232E
• 满足 EIA/TIA-232-F
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
,工作电压为+3.0V到+5.5V
• 满载最小数据速率:120Kbps
• 1uA的低功耗关断模式,接收器(SP3222E)有效
• 可与 RS-232共同使用,电源低至+2.7V
• 增强型 ESD
规范
编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载
:
±15kV人体放电模式
±15kV IEC1000-4-2气隙放电
±8kV IEC1000-4-2接触放电
描述
SP3222E/3232E系列是 RS232收发器对便携式或手持式应用如笔记本或掌上型电脑的一种解决
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
。
SP3222E/3232E系列有一个高效的电荷泵,工作电压为 3.3V时只需 0.1µF电容就可进行操作。电荷泵允许
SP3222E/3232E系列在+3.3V到+5.0V 内的某个电压下发送符合 RS-232的信号。SP3222E/3232E系列是一
个 2驱动器/2接收器的器件,适用于便携式或手持式设备(如笔记本或掌上型电脑)。SP3222E/3232E器件
的 ESD 保护使得驱动器和接收器的管脚可承受±15kV 人体放电模式和 IEC1000-4-2 气隙放电模式。
SP3222E 器件包含一种低功耗关断模式,该模式下器件的驱动器输出和电荷泵被禁止。关断状态下,电源
电流低于 1µA。
选型表
型号 工作电压 RS-232
驱动器
RS-232
接收器
外部元件 关闭 TTL三态 管脚
号
SP3222 +3.0V到
+5.5V
2 2 4 是 是 18, 20
SP3222 +3.0V到
+5.5V
2 2 4 否 否 16
绝对最大额定值
下面列出的是器件正常工作的额定值,并未涉及器件在这些条件或超出这些条件下的功能操作。器件
不能长时间工作在绝对最大额定值条件下,否则会影响其可靠性和对器件造成永久损害。
Vcc…………………………………………………………………………………………………-0.3V~+6.0V
V+(注释 1)…………………………………………………………………………………………-0.3V~+7.0V
V-(注释 1)………………………………………………………………………………………. +0.3V~-7.0V
V++|V-|(注释 1)…………………………………………………..………………………………………….13V
ICC(DCVCC或 GND电流)………………………….…………………………………………………±100mA
输入电压
TXIN,EN………………………………………….………………………………………….……..-0.3V~+6.0V
RXIN……………………………………………………………………………………………….……..±15V
输出电压
TXOUT………………………………………………………………………………………………….. ±15V
1
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RXOUT……………………………………………………………………..………………-0.3V~(VCC+0.3V)
短路期间
TXOUT……………………………………………………………………………...………………………不变
存储器温度………………………………………………………………………………………-65℃~+150℃
每种封装的功耗
20-脚 SSOP
………………………………………………………………………………….………………………..750mW
(大于+70℃时以 9.25mW/℃降低)
18-脚 PDIP
………………………………………………………………………….……………………………..1220mW
(大于+70℃时以15.2mW/℃降低)
18-脚 SOIC
…………………………………………………………………………….…………………………..1260mW
(大于+70℃时以 15.7mW/℃降低)
20-脚 TSSOP
………………………………………………………………………………….………………………..890mW
(大于+70℃时以 11.1mW/℃降低)
16-脚 SSOP
………………………………………………………………………………….………………………..775mW
(大于+70℃时以 9.69mW/℃降低)
16-脚 PDIP
………………………………………………………………………………….………………………1150mW
(大于+70℃时以14.3mW/℃降低)
16-脚 宽SOIC
………………………………………………………………………………….………………………..900mW
(大于+70℃时以 11.2mW/℃降低)
16-脚 TSSOP
………………………………………………………………………………….………………………..850mW
(大于+70℃时以 10.5mW/℃降低)
20-脚 nSOIC
………………………………………………………………………………….……………………..1086mW
(大于+70℃时以 13.57mW/℃降低)
注释 1:V+和 V-幅值最大可达 7V,但他们的绝对差值不能超过 13V。
参数规范
除非特别
规定
关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定
,以下规范适用于 Vcc=+3.0V~5.0V;TAMB=TMIN~TMAX。典型值的适用条件:
VCC=+3.3V~5.0V和 TAMB=25℃。
参数 最小 典型 最大 单位 条件
DC特性
电源电流 0.3 1.0 mA 空载,TAMB=25℃,VCC=3.3V
关断电源电流 1.0 10 µA SHDN =GND,
TAMB=+25℃,VCC=+3.3V
2
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续上表
参数 最小 典型 最大 单位 条件
逻辑输入和接收器输出
低输入逻辑阈值 0.8 V TXIN, EN , SHDN ,注释 2
高输入逻辑阈值 2.0
2.4
V
VCC=3.3V, 注释 2
VCC=5.0V, 注释 2
输入漏电流 ±0.01 ±1.0 µA TXIN, EN , SHDN ,
TAMB=+25℃
输出漏电流 ±0.05 ±10 µA 接收器禁用
低输出电压 0.4 V IOUT=1.6mA
高输出电压 VCC-0.6 VCC-0.1 V IOUT=-1.0mA
驱动器输出
输出电压范围 ±5.0 ±5.4 V 各驱动器输出连接有 3kΩ的接
地负载,TAMB=+25℃
输出电阻 300 Ω VCC=V+=V-=0V,TOUT=±2V
输出短路电流 ±35
±70
±60
±100
mA
mA
VOUT=0V
VOUT=±15V
输出漏电流 ±25 µA VOUT=±12V,VCC=0V~5.5V,驱动
器禁用
接收器输入
输入电压范围 -15 +15 V
输入低阈值 0.6
0.8
1.2
1.5
V VCC=3.3V
VCC=5.0V
输入高阈值 1.5
1.8
2.4
2.4
V VCC=3.3V
VCC=5.0V
输入滞后 0.3 V
输入电阻 3 5 7 kΩ
时序特性
最高数据速率 120 235 kbps RL=3KΩ,CL=1000pF,一个驱动
器转换
驱动器传输延迟 1.0
1.0
µS
µS
TPHL,RL=3kΩ, CL=1000pF
TPLH, RL=3kΩ, CL=1000pF
接收器传输延迟 0.3
0.3
µS tPHL, RxIN~RxOUT, CL=150pF
tPLH ,RxIN~RxOUT, CL=150pF
接收器输出使能
时间
200 ns
接收器输出禁能
时间
200 ns
驱动器电压跳变 100 500 ns |tPHL-tPLH|, TAMB=25℃
接收器电压跳变 200 1000 ns |tPHL-tPLH|
3
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续上表
参数 最小 典型 最大 单位 条件
转换区中的电压
变化速度
30 V/µS VCC=3.3V,RL=3KΩ,TAMB=25 ℃ ,
测 量 范 围 -3.0V~+3.0V 或
+3.0V~-3.0V
注释 2:驱动器输入滞后典型值为 250mV。
典型工作特性
除非特别规定,以下规范适用于 Vcc=+3.3V,120kbps数据速率,所有驱动器负载 3kΩ,电荷泵电容
0.1µF,和 TAMB=25℃的情况。
图 1 SP3222和 SP3232收发器输出电压和负载电容
图 2 SP3220E电压变化速度和负载电容
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
负载电容 [pF]
118KHz
60KHz
10KHz
0 500 1000 1500 2000 2330
图 3 SP3220E传输数据时的电源电流和负载电容
4
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表 1 器件管脚描述
管脚号
SP3222E
管脚名 用途 DIP/SO SSOP/
TSSO
P
SP3232E
EN 接收器使能控制。正常工作模式下管脚为低电平。该管脚
为高电平时接收器禁止输出(高阻态)。
1 1 -
C1+ 倍压电荷泵电容的正极。 2 2 1
V+ 电荷泵产生的+5.5V电压。 3 3 2
C1- 倍压电荷泵电容的负极。 4 4 3
C2+ 反相电荷泵电容的正极。 5 5 4
C2- 反相电荷泵电容的负极。 6 6 5
V- 电荷泵产生的-5.5V电压。 7 7 6
T1OUT RS-232驱动器输出。 15 17 14
T2OUT RS-232驱动器输出。 8 8 7
R1IN RS-232接收器输入。 14 16 13
R2IN RS-232接收器输入。 9 9 8
R1OUT TTL/CMOS接收器输出。 13 15 12
R2OUT TTL/CMOS接收器输出。 10 10 9
T1IN TTL/CMOS驱动器输入。 12 13 11
T2IN TTL/CMOS驱动器输入。 11 12 10
GND 地。 16 18 15
VCC +3.0V~+5.5V电源电压 17 19 16
SHDN 关断控制输入。正常工作模式下该管脚为高电平。该管脚
为低电平时关闭驱动器(高阻输出)和片内电荷泵供电电
源。
18 20 -
N.C. 悬空。 - 11,14 -
图 4 SP3222E管脚配置
5
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图 5 SP3222E管脚配置
2
4
6
5
3
7
19
GND
T1IN
T2IN
T1OUT
T2OUT
C1+
C1-
C2+
C2-
V+
V-
VCC
13
12
0.1u F
0.1u F
0.1uF
+
C2
C5
C1
+
+
*C3
C4
+
+
0.1u F
0.1uF
8
17
RS-232
RS-232
VCC
18
1
5k
R1INR1OUT15
9
5k
R2INR2OUT10
16
EN 20SHDN
* VCC或 GND
u
u
u
u
u
图 6 SP3222E典型工作电路
6
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图 7 SP3232E典型工作电路
描述
SP3222E/3232E接收器满足 EIA/TIA-232和 V.28/V.24通信
协议
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,能应用于用电池供电,便携的手持式
设备(如笔记本或掌上型电脑)。SP3222E/3232E器件都包含 Sipex系列特有的片内电荷泵电路,可从+3.0V~
+5.5V的电源电压产生 2×Vcc的 RS-232电压电平。该系列适用于+3.3V系统,混合的+3.3V~+5.5V系统
或需要 RS-232性能的+5.0V系统。SP3220E器件的驱动器满载工作时典型的数据速率为 235Kbps。
SP3222E和 SP3232E是为便携或手持式应用设计提供的一个 2驱动器/2接收器器件。SP3222E所具有
的 1µA关断模式电流能减少功耗和延长便携式系统的电池寿命。其接收器在关断模式仍然有效,只需 1uA
的电源电流就可实现对外部器件(如调制解调器)的监测。
工作原理
SP3222E/3232E系列由 3个基本电路模块组成:1. 驱动器;2. 接收器;和 3. Sipex特有的电荷泵。
驱动器
驱动器是一个反相发送器,它将 TTL 或 CMOS 逻辑电平转换为与输入逻辑电平相反的 EIA/TIA-232
电平。典型情况下,RS-232空载时输出电压范围是±5.5V,满载时至少为±5.5V。发送器的输出被保护,
预防一直短路到地的情况,从而使得其可靠性不受影响。驱动器输出在电源电压低至 2.7V 时也可满足
EIA/TIA-562的±3.7V电平。
驱动器一般情况下能在 235Kbps数据速率下运行。它能保证负载为 3KΩ且与 1000pF并联时数据速率
为 120Kbps,这样确保了电脑间通信软件的兼容性。
为了满足 EIA 标准(EIA RS-232D 2.1.7,第 5 章),驱动器输出的跳变速率在内部限制其最大值为
30V/µs。负载输出从高到低的跳变也满足标准的单调性要求。
SP3222E/3232E驱动器可以在满载时保持数据速率高达 235Kbps。图 8所示为用来测试 RS-232驱动器
的反馈测试电路。图 9 所示为带有 RS-232 负载(负载并联了 1000pF 的电容)的数据传输速率为 120kbps
的驱动器的反馈电路测试结果。图 10所示为带有 RS-232接收器(并联了 1000pF的电容)的数据传输速率
为 250kbps的驱动器的测试结果。稳定的 120Kbps RS-232数据传输速率与许多个人计算机外围设备和 LAN
应用兼容。
7
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关断模式下,SP3222E驱动器的输出(高阻态)关闭。掉电时, SP3222E器件允许输出被拉高到±12V。
驱动器输入没有上拉电阻。设计者应将未使用的输入连接到 VCC或 GND。
关断模式下,电源电流降至低于 1µA, SHDN=LOW,。当 SP3222E器件关断时,它的驱动器输出
禁用(高阻态),电荷泵关闭,V+下拉到 VCC,V-下拉到 GND。退出关断模式的时间一般为 100µs。如果
关断模式没有使用,则将SHDN连接到 VCC。SHDN对 RXOUT或 RXOUTB没有影响。随着它们变为有效
状态,这两个驱动器的输出互为 RS-232的相反电平,其中一个驱动器输入为高电平,另一个为低电平。注
意仅当 V-的幅值超过 3V时驱动器才可用。
图 8 SP3222E/3232E驱动器反馈测试电路
图 9 速率为 120kbps下驱动器反馈电路测试结果
8
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图 10 速率为 235kbps下驱动器反馈电路测试结果
接收器
接收器把 EIA/TIA-232电平转换成 TTL或 CMOS逻辑输出电平。所有的接收器有一个反相三态输出。
当使能控制 EN为高时,这些接收器输出(RXOUT)为三态。在关断模式下,接收器可以是激活或关闭的。
EN对 TXOUT没影响。SP3222E/SP3232E驱动器和接收器输出的逻辑真值表可参看表 2。
表 2 关闭控制和使能控制的逻辑真值表
SHDN EN TXOUT RXOUT
0 0 三态 有效
0 1 三态 三态
1 0 有效 有效
1 1 有效 三态
由于接收器输入通常从发送线输出,电缆的长度和系统干扰会造成信号的衰减,为了预防这种情况,
输入通常有 300mV的滞后余量。这样来确保接收器免受来自发送线噪声的影响。如果输入悬空,连接到地
的 5kΩ下拉电阻会使接收器的输出变为高电平。
电荷泵
电荷泵是 Sipex的专利设计(5,306,954),相对其他早期产品的低效设计,它使用了一种独特的方法。
电荷泵仍然需要 4个外接电容,但运用一种 4相电压转换技术,保持输出对称的 5.5V电源。内部源电压由
一对可调节的电荷泵组成,即使输入电压(VCC)超过+3.0V 到+5.5V 的范围,电荷泵仍提供 5.5V 输出电
压。
在大多数情况下,可以通过在 C5 处连接一个 0.1µF的旁路电容来对电源去耦(参看图 6和图 7)。在
对电源噪声敏感的应用中,用一个与电荷泵电容 C1 值相同的电容接地来去耦 VCC。尽量使旁路电容与 IC
更靠近。
电荷泵利用一个内部振荡器来运行在不连续模式。如果输出电压幅值小于 5.5V,电荷泵使能。如果输
出电压幅值超过 5.5V,电荷泵禁能。这个振荡器控制 4相的电压转换。下面是对每种相位的详细描述。
相位 1
Vss电荷存储: 在时钟周期的这个相位内,电容 C1和 C2的正向端首先充电连接到 VCC。然后,C1+
切换到与地相连,C1-的电荷传递给 C2-。由于 C2+连接到 VCC,因此电容 C2两端的电压为 2倍 VCC。
相位 2
Vss传递:在时钟的相位 2内,C2的负向端与 Vss的存储电容相连,正向端连接到地,并将产生的一
个负向电压传递到 C3。该电压可调,最小为-5.5V。随着电压传递到 C3,电容 C1 的正向端切换到与 VCC
9
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相连,负向端连接到地。
相位 3
VDD电荷存储:时钟相位 3的操作与相位 1相同。C1的电荷传递使其负向端产生-VCC的电压,并传递
到 C2的负向端。由于 C2+为 VCC,因此,电容 C2两端的电压为 2倍 VCC。
相位 4
VDD传递:在时钟周期的相位 4内,C2的负向端连接到地,将产生的正向电压经 C2传递到 VDD存储
电容 C4。该电压可调节到+5.5V。在此电压下,内部振荡器禁用。随着电压传递到 C4,电容 C1的正向端
切换连接到 VCC,负向端连接到地,使电荷泵重新开始执行新一次周期的操作。只要满足内部振荡器的工
作条件,电荷泵周期就能持续执行。
由于 V+和 V-分别由 Vcc单独产生,因此,空载条件下产生的 V+和 V-是对称的。以前的电荷泵都是通
过 V+来产生 V-,由于设计中固有的低效率问题的存在,产生的 V-都比 V+小。
电荷泵工作在 250kHz的时钟频率下。外部电容可低至 0.1uF(16V的击穿电压)。
ESD保护
SP3220E器件为所有驱动器输出和接收器输入管脚提供了 ESD保护。由于在原有的器件上增加了 ESD
结构,SP3220E可用在多干扰的应用和对静电放电和瞬态变化敏感的环境中。增强型 ESD保护使器件的输
入和输出管脚至少可承受±15kV的静电放电而不受到损坏,也不闭锁。
有以下方法可用于 ESD测试:
a) MIL-STD-883,Method 3015.7
b) IEC1000-4-2气隙放电
c) IEC1000-4-2直接接触放电
人体放电模式已成为半导体最常用的 ESD 测试方法。该方法在 MIL-STD-883 中被规定为 Method
3015.7。这种 ESD测试方法的前提是要模拟人体对静电能量进行存储并将其释放到某个集成电路。这个过
程可通过图 17 所示的电路进行模拟。该方法用于在正常工作时(例如,IC 经常被用作制造应用中的处理
芯片)对 IC承受 ESD瞬变的能力进行测试。
IEC-1000-4-2,以前称为 IEC801-2,通常用于设备和系统的 ESD测试。对于系统厂商来说,由于系统
本身要面对外部环境和人为状况,他们必须保证系统具有足够的 ESD保护能力。使用 IEC1000-4-2方法的
前提是:当 ESD用于设备(正常情况下允许被操作)的点和面测试时要求系统必须能够承受足够大的静电。
如果 ESD源直接跨接到连接器管脚上时,收发器 IC将接收大部分的 ESD电流。IEC1000-4-2 的测试电路
见图 18。IEC1000-4-2包含 2种方法:气隙放电法和接触放电法。
运用气隙放电法时,ESD电压直接加载到待测设备(EUT)。这样来模拟一个被充电的人准备将电缆连
接到系统的后部,使用这种方法是为了在人接触后面板前出现冲击电流。在人接触到系统之前,人身上的
高能量电压就通过一个弧形的通路释放到系统的后面板。不论是直接释放或通过空气释放,这部分能量主
要是放电电流而非电压。能量跟随气隙放电而变化,实现 ESD电压加载到系统的行进速度和空气的湿度都
会改变放电电流。例如放电电流的上升时间也随着行进速度的变化而变化。
10
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图 12 电荷泵-相位 1
图 13 电荷泵-相位 2
图 14 电荷泵波形
图 15 电荷泵-相位 3
图 16 电荷泵-相位 4
11
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图 17 人体放电模式 ESD测试电路
接触放电法通过将 ESD电流直接释放到 EUT来实现。该方法可以降低 ESD弧形通路带来的不可预知
性。由于能量不通过气隙的弧形通路而直接传输,因此放电电流的上升时间是个常量。在诸如手持式系统
的应用中,ESD电荷直接从设备的持有者释放到设备。电流直接传递给设备的键盘或串口,然后经过 PCB
板最终到达 IC。
图 17和图 18是三种方法的典型 ESD测试电路。开关 1(SW1)闭合时 DC电源首先对 Cs充电。电容
充电完成后,开关 2(SW2)闭合开关 1(SW1)断开。电容存储的电压经过限流电阻 Rs到达待测器件(DUT)。
在 ESD测试中,SW2由脉冲信号控制以便待测器件能得到周期性的电压。
图 18 IEC1000-4-2 ESD测试电路
在人体放电模式中,限流电阻(Rs)和电源电容(Cs)分别是 1.5kΩ和 100pF。对于 IEC-1000-4-2 测
试法,限流电阻(Rs)和电源电容(Cs)分别是 330kΩ和 150pF。
相对人体放电模式,IEC1000-4-2要求 Cs的值更大,Rs的值更小。电源电容越大,SW2闭合时测试点
的电压就越高。限流电阻越小,测试点的电流就越大。
12
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30A
0A
15A
t=30ns
t �
t=0ns
图 19 IEC1000-4-2 ESD测试波形
表 3 接收器 ESD保护级别
IEC1000-4-2
被测器件管脚 人体放电模式
气隙放电 直接接触 Level
驱动器输出
接收器输入
±15V
±15V
±15V
±15V
±8V
±8V
4
4
13
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DIMENSIONS (Inches)
Minimum/Maximum
(mm)
20ÐPIN
A
A1
B
D
E
e
H
L
¯
0.068/0.078
(1.73/1.99)
0.002/0.008
(0.05/0.21)
0.010/0.015
(0.25/0.38)
0.278/0.289
(7.07/7.33)
0.205/0.212
(5.20/5.38)
0.0256 BSC
(0.65 BSC)
0.301/0.311
(7.65/7.90)
0.022/0.037
(0.55/0.95)
0°/8°
(0°/8°)
16ÐPIN
0.068/0.078
(1.73/1.99)
0.002/0.008
(0.05/0.21)
0.010/0.015
(0.25/0.38)
0.239/0.249
(6.07/6.33)
0.205/0.212
(5.20/5.38)
0.0256 BSC
(0.65 BSC)
0.301/0.311
(7.65/7.90)
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(0.55/0.95)
0°/8°
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封装:TSSOP
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订购信息
Model Temperature Range Package Type
SP3222ECA ............................................. 0ûC to +70 ûC .......................................... 20-Pin SSOP
SP3222ECP ............................................. 0ûC to +70 ûC ............................................ 18-Pin PDIP
SP3222ECT ............................................. 0ûC to +70 ûC ........................................ 18-Pin WSOIC
SP3222ECY ............................................. 0ûC to +70 ûC ........................................ 20-Pin TSSOP
SP3222EEA ............................................ -40ûC to +85 ûC ........................................ 20-Pin SSOP
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SP3222EEY ............................................ -40ûC to +85 ûC ...................................... 20-Pin TSSOP
SP3232ECA ............................................. 0ûC to +70ûC .......................................... 16-Pin SSOP
SP3232ECP ............................................. 0ûC to +70 ûC ............................................ 16-Pin PDIP
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IEC1000-4-2