特征

●綠色空閑省電模式

●單個2.7V至3.6V電源

●使用3V邏輯操作

●0.1μF至1μF電荷泵電容器

●低電磁干擾

●低功率關機：20 nA

●完全符合RS-232

●460 kb/s數據速率

●一個接收器處于關閉狀態（ADM3307E/ADM3311E/ADM3312E/ADM3315E）

●兩個接收器處于關閉狀態（ADM3310E）

●ESD-232-2操作系統>1000 kV

●CMOS和RS-232 I/O上的ESD>15 kV IEC 1000-4-2（ADM3307E）

●適合汽車應用

應用

●手機/數據線

●筆記本電腦和筆記本電腦

●打印機

●外圍設備

●調制解調器

●PDA/手持設備/掌上電腦

功能框圖

一般說明

ADM33xxE系列驅動器/接收器產品的設計完全符合EIA-232標準，同時使用單個2.7 V至3.6 V電源。該設備具有車載電荷泵dc-dc轉換器，無需雙電源。這個dc-dc轉換器包含一個電壓三倍器和一個電壓逆變器，它從輸入3v電源內部產生正、負電源。dcto-dc轉換器在綠色空閑模式下工作，電荷泵振蕩器被選通和關閉，以在不同負載條件下將輸出電壓保持在±7.25v。這將最大限度地降低功耗，使這些產品成為電池供電的便攜式設備的理想選擇。

ADM3312E和ADM3315ADM3315ADM331E適用于惡劣環境下的ADM3315ADM331E。ADM3307E包含ESD所有I/O線路（CMOS、RS-232、EN和SD）的保護高達±15 kV。

還提供了一個關閉設施，可將功耗降低到66牛米。關閉時，一個接收器保持活動狀態（兩個接收器在ADM3310E中處于活動狀態），從而允許監視外圍設備。此功能允許關閉設備，直到外圍設備開始通信。

活動接收器可以向處理器發出警報，然后處理器可以使ADM33xxE設備退出關閉模式。

ADM3307E包含五個驅動程序和三個接收器，用于移動電話數據塊電纜和便攜式計算應用程序。

ADM3311E包含三個驅動程序和五個接收器，用于筆記本電腦/筆記本電腦上的串行端口應用程序。

ADM331E的兩個ADM331E的當前關閉模式也允許兩個ADM331E處于活動狀態。

ADM3312E包含三個驅動程序和三個接收器，適用于串行端口應用程序、PDA、移動電話數據塊電纜和其他手持設備。

ADM的331E型驅動器的輸入電阻為331E，降低了ADMe的輸入電阻。它的主要應用是PDA、掌上電腦和移動電話數據包電纜。

ADM33xxE器件采用CMOS技術制造，功耗最小。所有部件都具有高水平的過壓保護和閂鎖抗擾度。

所有ADM33xxE設備均提供32引線5 mm×5 mmLFCSP WQ和TSSOP（28導聯TSSOP中的ADM3307E、ADM3310E和ADM3311E；24導聯TSSOP中的ADM3312E和ADM3315E）。ADM3311E也有28線的SSOP。

ADM33xxE設備是加固型RS-232線路驅動器/接收器，可從2.7 V至3.6 V的單一電源供電。升壓轉換器與電平轉換變送器和接收器相結合，允許在單電源操作時開發RS-232電平。特點包括低功耗，綠色閑置運行，高傳輸速率，以及與歐盟電磁兼容指令兼容。本電磁兼容指令包括對輻射和傳導干擾的防護，包括高水平的靜電放電。

所有RS-232（以及適用于ADM3307E的CMOS、SD和EN）輸入和輸出均受到靜電放電保護（高達±15 kV）。這確保符合IEC 1000-4-2要求。

這些設備非常適合在電氣惡劣的環境中或RS-232電纜經常被插拔的環境中工作。他們也免疫高射頻場強，無需特殊防護措施。

排放量也被控制在非常嚴格的范圍內。CMOS技術被用來保持功耗在絕對最小，允許最大的電池壽命在便攜式應用。

典型性能特性

電路描述

內部電路主要由四部分組成。其中包括以下內容：

•電荷泵電壓轉換器

•EIA-232變送器的3.3 V邏輯

•EIA-232至3.3 V邏輯接收器

•所有I/O線路上的瞬態保護電路

電荷泵直流-直流電壓轉換器

電荷泵電壓轉換器由250 kHz（ADM3307E為300 kHz）振蕩器和開關矩陣組成。轉換器從輸入3.0 V電平產生±9 V電源。這是通過開關電容技術分兩個階段完成的。首先，使用電容器C4作為電荷存儲元件，將3.0V輸入電源增加三倍至9.0V。然后，使用C5作為存儲元件，將+9.0 V電平反轉為產生−9.0 V。

但是，需要注意的是，與其他電荷泵dcto dc轉換器不同，ADM3307E上的電荷泵不開環運行。輸出電壓通過綠色空閑電路調節至±7.25 V（對于ADM3310E和ADM3315E為±6.5 V），實際上從未達到±9 V。這樣既節省了電力，又保持了更恒定的輸出電壓。

三聯器分兩個階段工作。在振蕩器低相時，S1和S2閉合，C1向VCC快速充電。S3、S4和S5打開，S6和S7關閉。

在振蕩器高相時，S1和S2斷開，S3和S4閉合，因此S3的輸出電壓為2VCC。此電壓用于給C2充電。在沒有任何放電電流的情況下，C2在幾個循環后充電至2VCC。在振蕩器高相期間，如前所述，S6和S7閉合，因此S6的輸出電壓為3VCC。該電壓隨后用于給C3充電。電壓如圖25所示。

在振蕩器高相期間，S10和S11打開，而S8和S9關閉。在幾個周期內，C3從電壓三倍頻器的輸出端充電到3VCC。在振蕩器低相期間，S8和S9打開，而S10和S11關閉。C3跨C5連接，其正極端子接地，負極端子為V輸出。在幾個循環中，C5充電至−3 VCC。

如果電流要求較小，V+和V-電源也可用于為外部電路供電。參見典型性能特征部分的圖12。

什么是綠色閑置？

綠色空閑是一種在空閑（無傳輸）條件下最小化功耗的方法，同時仍然保持數據的即時傳輸能力。

它是如何工作的？

RS-232線路驅動器中使用的電荷泵型dc-dc轉換器通常是開環工作的，即輸出電壓不受任何方式的調節。在輕負載條件下，倍頻器的輸出電壓接近電源電壓的兩倍，三倍頻器的輸出電壓是電源電壓的三倍，紋波非常小。隨著輸出電壓的降低，紋波增加。

即使在空載條件下，振蕩器和電荷泵也以非常高的頻率工作，從而導致開關損耗和電流損耗。

綠色怠速通過監測輸出電壓并將其保持在7v（1）左右的恒定值來工作。當電壓上升到7.25 V（2）以上時，振蕩器關閉。當電壓降到7 V1以下時，振蕩器打開，并向儲液罐電容器發送一個充電脈沖。在零負載的情況下，光泵的平均功耗幾乎被關斷了。

（1）、 對于ADM3310E和ADM3315E，更換為6.5 V。

（2）、 對于ADM3310E和ADM3315E，更換為6.25 V。

綠色空閑電路的框圖如圖26所示。對V+和V-進行監控，并將其與源于片上帶隙器件的參考電壓進行比較。如果V+或V-低于7 V（1），振蕩器將啟動，直到電壓升至7.25 V（2）以上。

圖27所示為各種負載條件下V+的綠色怠速操作。在輕載條件下，C1保持在充電狀態，只需要一個振蕩器脈沖就可以給C2充電。在這種情況下，V+實際上可能會稍微超過7.25v（2）。

在中等負載條件下，C2充電至7.25 V（2）可能需要幾個循環。振蕩器的平均頻率更高，因為每個脈沖群中有更多的脈沖，脈沖群之間距離更近，頻率更高。

在高負載條件下，如果電荷泵輸出不能達到7.25 V（2），則振蕩器將持續打開。

綠色怠速與停機

關機模式通過完全關閉電荷泵來最小化功耗。在這種模式下，電壓三倍器中的開關配置為V+直接連接到VCC。V−為零，因為沒有充油泵操作來充注C5。這意味著在V+和V-達到其正常工作電壓之前，退出停機模式時會有一個延遲。綠色空閑在變送器空閑狀態下保持變送器電源電壓，因此不會發生這種延遲。

綠色閑置不會增加電源電壓紋波嗎？

開環工作的電荷泵輸出電壓的紋波取決于三個因素：振蕩器頻率、儲能器電容值和負載電流。儲液罐電容器的值是固定的。增加振蕩器頻率降低紋波電壓；降低振蕩器頻率增加紋波電壓。增加負載電流會增加紋波電壓，而降低負載電流則會降低紋波電壓。輕負載下的紋波電壓自然低于高負載電流下的紋波電壓。

使用綠怠速時，紋波電壓由綠怠速電路的高低閾值決定。這些電壓通常為7V（1）和7.25V（2），因此在大多數負載條件下，紋波為250 mV。在非常輕的負載條件下，可能會有一些超過7.25V（2）的超調，所以紋波會稍大一些。在高負載條件下，輸出永遠達不到7.25V（2），綠色閑置電路不工作，紋波電壓由負載電流決定，與普通電荷泵中的情況相同。

電磁兼容性呢？

綠色怠速不能在恒定振蕩器頻率下工作。因此，振蕩器信號的頻率和頻譜隨負載而變化。任何輻射和傳導發射也會相應變化。與其他模擬設備RS-232收發器產品一樣，ADM33xxE設備具有轉換速率限制和其他技術，以盡量減少輻射和傳導發射。

（1）、對于ADM3310E和ADM3315E，替換為6.5 V。

（2）、對于ADM3310E和ADM3315E，更換為6.25 V。

發射機（驅動器）部分

驅動器將3.3V邏輯輸入電平轉換為EIA-232輸出電平。當Vcc=3.0 V并驅動EIA-232負載時，輸出電壓擺幅通常為±6.4 V（或ADM3310E和ADM3315E為±5.5 V）。

未使用的輸入可以保持不連接，因為內部的400kV上拉電阻將它們拉高，迫使輸出進入低狀態。當接地時，輸入上拉電阻器的電源通常為8毫安，因此未使用的輸入應連接到V或保持斷開，以便將功耗降至最低。

接收段

接收器是反轉電平移位器，接受RS-232輸入電平并將其轉換為3.3v邏輯輸出電平。輸入端有5 kΩ的內部下拉電阻器（ADM3310E為22 kΩ）接地，并可防止高達±30 V的過電壓。未連接的輸入端由內部5 kΩ（或ADM3315E為22 kΩ）下拉電阻器拉至0 V。因此，對于未連接的輸入或連接到GND的輸入，這將導致邏輯1輸出電平。

接收機具有施密特觸發輸入，滯后電平為0.14V。這確保了噪聲輸入和慢轉換時間輸入的無誤接收。

啟用和關閉

使能功能旨在促進數據總線連接，其中需要三個狀態的接收器輸出。在禁用模式下，所有接收器輸出都處于高阻抗狀態。關機功能旨在關閉設備，從而使靜態電流最小化。在停機狀態下，所有變送器被禁用。關閉所有接收器，接收器R3（ADM3307E、ADM3312E和ADM3315E）、接收器R5（ADM3311E）以及接收器R4和接收器R5（ADM3310E）除外。注意，禁用的變送器在關機狀態下不是三個狀態，因此不允許將多個（RS-232）驅動器輸出連接在一起。

關機功能在電池供電的系統中非常有用，因為它將功耗降低到66牛米。停機期間，充油泵也將停用。退出停堆后，電荷泵重新啟動，大約需要100μs才能達到其穩態運行條件。

高波特率

ADM33xxE具有高轉換速率，允許數據傳輸速率遠遠超過EIA/RS-232E規范。在最壞的負載條件下，RS-232電壓水平保持在高達230 kbps（ADM3307E為460 kbps）的數據速率下。這允許兩個終端之間的高速數據鏈路。

布局和供應解耦

由于ADM33xxE振蕩器的工作頻率很高，應特別注意印刷電路板的布局，所有的記錄道都應盡可能短，C1到C3應盡可能靠近設備連接。強烈建議在設備下方和周圍使用接地層。

當振蕩器在綠色空閑操作期間啟動時，VCC會產生大電流脈沖。因此，VCC應采用10μF鉭和0.1μF陶瓷電容器的并聯組合進行解耦，并盡可能靠近VCC引腳安裝。

電容器C1到電容器C3的值在0.1μF和1μF之間。值越大，紋波越小。這些電容器可以是選擇用于低等效串聯電阻（ESR）的電解電容器，也可以是非極性電容器，但強烈建議使用陶瓷類型。如果使用極化電解電容器，必須觀察極性（如C1+所示）。

ESD/EFT瞬態保護方案

ADM33xxE在所有輸入和輸出上使用保護性箝位結構，將電壓鉗制到安全水平，并耗散ESD（靜電）和EFT（電快速瞬變）放電中的能量。保護結構的簡化示意圖如圖30和圖31所示（ADM3307E保護結構見圖32和圖33）。

每個輸入和輸出包含兩個背靠背的高速鉗位二極管。在RS-232信號電平最高的正常工作期間，二極管沒有任何影響，因為根據信號的極性，一個或另一個是反向偏置的。但是，如果電壓超過約±50 V，則會發生反向擊穿，并且電壓被鉗制在該水平上。二極管是大p-n結，用來處理超過幾安培的瞬時電流浪涌。

發射機輸出和接收機輸入具有類似的保護結構。接收器輸入還可以通過內部5 kΩ（對于ADM3310E為22 kΩ）電阻器和保護二極管，耗散部分能量。

ADM3307E保護方案略有不同（見圖32和圖33）。接收機輸入、發射機輸入和發射機輸出包含兩個背靠背的高速鉗位二極管。接收器輸出（CMOS輸出），SD和EN引腳，包含一個反向偏置高速箝位二極管。在最大CMOS信號電平的正常工作下，接收機輸出、SD和EN保護二極管沒有影響，因為它們是反向偏置的。但是，如果電壓超過約15伏，則會發生反向擊穿，電壓會被鉗制在這個水平上。如果電壓達到−0.7 V，則二極管正向偏壓，電壓固定在該水平。接收器輸入還可以通過內部5 kΩ電阻器和保護二極管耗散部分能量。

保護結構在所有RS-232 I/O線路（以及所有CMOS線路，包括ADM3307E的SD和EN）上實現高達±15 kV的ESD保護。有關測試保護方案的方法，請參閱ESD測試（IEC 1000-4-2）一節。

ESD試驗（IEC 1000-4-2）

IEC 1000-4-2（以前的801-2）規定了使用接觸放電和氣隙放電兩種耦合方法進行的符合性測試。接觸放電需要直接連接到被測單元。氣隙放電使用更高的測試電壓，但不與被測單元直接接觸。在空氣放電的情況下，放電槍朝被測單元移動，在氣隙上形成一個電弧，因此稱為空氣放電。這種方法受濕度、溫度、大氣壓、距離和放電槍關閉速度的影響。接觸放電法雖然不太現實，但重復性更高，比氣隙法更容易被接受。

雖然ESD脈沖中包含的能量非常少，但極高的上升時間加上高電壓會導致無保護半導體發生故障。電弧或加熱會立即導致災難性破壞。即使災難性故障不會立即發生，設備也會出現參數退化，從而導致性能下降。持續暴露的累積效應最終會導致完全失效。

I/O線路特別容易受到ESD損壞。簡單地觸摸或插入I/O電纜會導致靜電放電，從而損壞或完全破壞連接到I/O端口的接口產品。傳統的ESD測試方法，如MIL-STD-883B方法3015.7，不能完全測試產品對這種放電的敏感性。本試驗旨在測試產品在搬運過程中對靜電放電損傷的敏感性。

每個引腳都要相對于所有其他引腳進行測試。傳統試驗與IEC試驗有一些重要區別。

•IEC試驗在放電能量方面更為嚴格。注入的峰值電流超過4倍。

•在IEC試驗中，電流上升時間明顯更快。

•IEC試驗在設備通電時進行。

ESD放電可能會導致被測器件發生閉鎖。因此，該測試更能代表設備在通電情況下正常運行的真實I/O放電。然而，為了最大程度地讓人安心，這兩種測試都應進行，以確保在搬運期間和隨后的現場服務期間都能得到最大程度的保護。

ADM33xxE設備使用上述兩種測試方法進行測試。按照標準55.1對所有人體引腳進行測試。此外，所有I/O引腳均按照IEC 1000-4-2測試規范進行測試。產品在以下條件下進行測試：

•通電正常運行

•關閉電源

IEC 1000-4-2規定了四個符合性等級。ADM33xxE零件滿足接觸放電和氣隙放電的最嚴格合規性水平。這意味著產品能夠承受超過8千伏的接觸放電和超過15千伏的氣隙放電。

外形尺寸

汽車產品

ADM3307EW型號提供受控制造，以支持汽車應用的質量和可靠性要求。請注意，該車型的規格可能與商用車型有所不同；因此，設計師應仔細閱讀本數據表中的規格部分。只有所示的汽車級產品可用于汽車應用。請聯系您當地的模擬設備客戶代表，以獲取特定的產品訂購信息，并獲取此型號的特定汽車可靠性報告。

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