MAX6816/MAX6817/MAX6818：高性能開關去抖器的應用與特性解析

在電子設備設計中，機械開關的抖動問題常常困擾著工程師們。抖動不僅會導致信號不穩定，還可能引發系統誤操作。今天我們就來深入了解一下 Maxim Integrated 推出的 MAX6816/MAX6817/MAX6818 系列開關去抖器，看看它們是如何解決這一問題的。

文件下載：MAX6817.pdf

產品概述

MAX6816/MAX6817/MAX6818 分別為單通道、雙通道和八通道開關去抖器，能夠為機械開關與數字系統之間提供清晰的接口。它們可以接收來自機械開關的一個或多個抖動輸入，并在短暫的預設驗證延遲后產生干凈的數字輸出，有效去除開關打開和關閉時的抖動。

產品特性

系統接口簡化

• 單電源供電：支持 +2.7V 至 +5.5V 的單電源操作，適用于多種電源環境。
• 無需外部組件：單通道的 MAX6816 和雙通道的 MAX6817 采用 SOT 封裝，無需外部組件，低電源電流使其非常適合便攜式設備。
• 多種通道可選：提供單通道、雙通道和八通道版本，滿足不同應用需求。
• 低電源電流：典型電源電流僅為 6μA，有助于降低系統功耗。

高可靠性保護

• 寬輸入電壓范圍：輸入可以承受高達 ±25V 的電壓，超過電源電壓，增強了系統的容錯能力。
• ESD 保護：輸入引腳具有 ±15kV 的人體模型 ESD 保護、±8kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 接觸放電保護和 ±15kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 氣隙放電保護，適用于惡劣的工業環境。

八通道版本優勢

• 直接數據總線接口：MAX6818 專為數據總線接口設計，具有三態輸出，可直接與微處理器接口。
• 狀態變化輸出：提供開關狀態變化輸出（CH），簡化了微處理器的輪詢和中斷操作。
• 引腳兼容：與 LS573 八進制鎖存器引腳兼容（除 CH 引腳外），方便與數字數據總線連接。

應用領域

該系列去抖器廣泛應用于多個領域，包括微處理器開關接口、工業儀器、基于 PC 的儀器、便攜式儀器和薄膜鍵盤等。

電氣特性

電壓與電流參數

• 工作電壓范圍：2.7V 至 5.5V。
• 電源電流：不同型號在不同條件下有所差異，典型值為 6μA 至 80μA。

  去抖時間

  不同型號的去抖持續時間有所不同，一般在 17ms 至 90ms 之間。

  輸入輸出特性

• 輸入閾值：VIL 為 0.8V，VIH 在 VCC = 5V 時為 2.4V，VCC = 2.7V 時為 2.0V。
• 輸入滯后：300mV。
• 輸入上拉電阻：32kΩ 至 100kΩ。
• 輸出電壓：VOH 在 ISOURCE = 0.4mA 時為 VCC - 1.0V，VOL 在 ISINK = 1.6mA 時為 0.4V。

工作原理

MAX6816/MAX6817/MAX6818 通過要求順序時鐘輸入在多個采樣周期內保持相同狀態來去除開關抖動。只有當輸入穩定 40ms 后，輸出才會改變。其電路由片上振蕩器、計數器、異或非門和 D 觸發器組成。當輸入與輸出不相等時，異或非門會發出計數器復位信號；當開關輸入狀態在整個驗證周期內穩定時，計數器會觸發觸發器，更新輸出。

ESD 保護

該系列產品在所有引腳都集成了 ESD 保護結構，特別是在開關輸入引腳具有額外的保護。它們能夠承受 ±15kV 的人體模型 ESD 測試、±8kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 接觸放電測試和 ±15kV 的 IEC 1000 - 4 - 2 氣隙放電測試。與其他解決方案不同的是，在發生 ESD 事件后，MAX6816 - MAX6818 可以繼續工作而不會出現閂鎖現象。

MAX6818 與微處理器接口

MAX6818 具有輸出使能（EN）輸入，允許開關輸出在微處理器數據總線上處于三態，直到被微處理器輪詢。開關輸入狀態的變化會被檢測到，經過去抖周期后，輸出（CH）會變低以向微處理器發出信號。如果不使用輸出使能，可將 EN 引腳接地以始終啟用開關輸出；如果不需要狀態變化信號，可將 CH 引腳懸空。

總結

MAX6816/MAX6817/MAX6818 系列開關去抖器以其簡化的系統接口、高可靠性的保護和靈活的應用特性，為電子工程師在處理機械開關抖動問題時提供了一個優秀的解決方案。無論是在工業環境還是便攜式設備中，它們都能發揮重要作用。你在實際設計中是否遇到過開關抖動的問題？你會考慮使用這類去抖器嗎？歡迎在評論區分享你的經驗和想法。