Texas Instruments TMUXHS221 2:1/1:2多路復用器/解復用器開關是高速雙向器件，優化用于USB 2.0、eUSB2、LS、FS和HS信號傳輸。TMUXHS221可用作適用于諸多高速接口（數據速率高達3Gbps）的模擬無源開關。TMUXHS221支持差分或單端CMOS信號傳輸，電壓范圍為-0.3V至3.6V。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TMUXHS221 2 1，1 2多路復用器，解復用器開關數據手冊.pdf

TI TMUXHS221具有出色的高速性能，可將USB 2.0或eUSB2 HS信號眼圖的衰減降至超低水平。該特性的運行具有非常低的通道導通電阻、高帶寬、低反射和低附加抖動。該器件經過優化，可實現出色的高頻響應，從而更容易地通過USB 2.0 HS電氣合規性測試。TMUXHS221的數據路徑也經過匹配，可實現出色的差分對內延遲性能。

TMUXHS221具有擴展的溫度范圍，適合用于許多環境惡劣的應用，包括工業和高可靠性用例。

特性

• 兼容USB 2.0和eUSB2 LS、FS和HS物理層
• 模擬開關可支持大多數高達3.3V和3Gbps的CMOS或差分信號
• 數據引腳可承受5V電壓
• VI/O = 0.2V時，RON低至3Ω
• 高–3dB帶寬為3.3GHz
• 非常適合240MHz下的USB 2.0或eUSB2 HS信號：
  • 插入損耗 = –0.4dB
  • 回波損耗 = –22dB
  • 關斷隔離/串擾 = –32dB
• 超低的垂直和水平USB 2.0 HS眼圖衰減
• 電源電壓：3.3V
• 控制邏輯輸入：1.8V或3.3V
• 擴展工業溫度范圍：–40°C至+125°C
• 小型10引腳1.4mm × 1.8mm UQFN封裝
• 具有多個源的引腳對引腳和BoM對BoM

應用用例

TMUXHS221高速USB 2.0多路復用器/解復用器技術解析

一、產品核心特性

TMUXHS221是德州儀器(TI)推出的高速雙向2:1/1:2多路復用器/解復用器開關，具有以下突出特性：

• ?USB 2.0兼容性?：支持480Mbps HS/12Mbps FS/1.5Mbps LS信號傳輸，兼容eUSB2物理層
• ?超高性能參數?：
  • 3Ω超低導通電阻(VI/O=0.2V時)
  • 3.3GHz高帶寬(-3dB)
  • 插入損耗僅-0.4dB@240MHz
  • 串擾隔離度-32dB@240MHz
• ?寬電壓支持?：
  • 數據引腳支持-0.3V至3.6V信號范圍
  • 5V容差數據引腳
  • 1.8V/3.3V控制邏輯兼容
• ?工業級可靠性?：
  • 工作溫度范圍-40°C至125°C
  • ±5kV HBM ESD保護
  • 10引腳UQFN封裝(1.4mm×1.8mm)

二、關鍵技術創新

1. 超低損耗信號路徑

• ?3Ω導通電阻?：相比傳統方案降低40%導通損耗
• ?差分對匹配技術?：實現<10ps的通道內偏斜(intra-pair skew)
• ?創新封裝設計?：采用UQFN-10封裝，優化高頻寄生參數

2. 智能電源管理

• ?雙工作模式?：
  • 活動模式：典型電流11μA
  • 待機模式：僅1.3μA(典型值)
• ?寬電源范圍?：3.0V至3.6V工作電壓
• ?快速喚醒?：從待機到工作模式轉換時間<16μs

3. 靈活配置架構

• ?三種工作模式?：
  • D→DA通路(選擇=低)
  • D→DB通路(選擇=高)
  • 高阻態(OEn=高)
• ?雙向信號傳輸?：支持復用器/解復用器雙功能
• ?混合信號支持?：可處理差分信號和單端CMOS信號

三、PCB設計指南

1. ?層疊設計?：
   • 頂層：信號走線+測試點
   • 底層：完整地平面
   • 關鍵特性：
     • 0.5mm過孔連接裸露焊盤
     • 差分對長度匹配(ΔL<5mm)
2. ?電源處理?：
   • VCC去耦電容距芯片<2mm
   • 采用2oz銅厚電源平面
   • 避免電源分割平面
3. ?信號完整性?：
   • 差分對阻抗控制90Ω±10%
   • 避免使用直角轉彎(采用45°或弧線)
   • 敏感信號遠離時鐘源和開關電源

四、性能對比分析