バススイッチのスイッチ特性、タイミング特性とは何ですか?

「スイッチ特性」は、スイッチの入力に信号が与えられてから出力されるまでの遅延時間の規定です。スイッチ単体の伝搬遅延時間と、異なるスイッチ間の伝搬遅延時間差を示す出力スキューがあります。「タイミング特性」は、スイッチの電源やコントロール入力に電圧が与えられてからスイッチが動作するまでの時間の規定です。

スイッチ特性、タイミング特性について、高速差動インターフェース向けバススイッチTDS4シリーズを例に説明します。

スイッチ特性は、以下の特性を規定しています。

  • 伝搬遅延時間 (tPLH、tPHL)
  • 出力スキュー (ビット間) (tSK (b) )
  • 出力スキュー (チャネル間) (tSK (CH) )
表-1 TDS4シリーズ (TDS4A212MX) のスイッチ特性
項目  記号 測定条件 VCC (V)  標準 最大 単位
伝搬遅延時間 (注1) tPLH/tPHL RL = 50Ω、f = 10GHz
(詳細はデータシート図13.1、13,7参照)
3.3 33 - ps
出力スキュー (ビット間) (注1) tSK (b) RL = 50Ω、f = 10GHz
(詳細はデータシート図13.1、13,8参照)
3.3 6 - ps
出力スキュー (チャネル間) (注1) tSK (CH) RL = 50Ω、f = 10GHz
(詳細はデータシート図13.1、13,7参照)
3.3 6 - ps

注1: この項目は, 設計的に保証される項目です。

図-1伝搬遅延時間 (tPLH、tPHL)、出力スキュー (tSK (CH)、tSK (b) )のタイミングチャート
図-1伝搬遅延時間 (tPLH、tPHL)、出力スキュー (tSK (CH)、tSK (b) )のタイミングチャート

各項目について、詳しく説明します。

  • 伝搬遅延時間 (tPLH、tPHL)
    伝搬遅延時間は、信号をスイッチのI/O端子に入力して出力されるまでの時間です。
    入力信号と出力信号が“L”レベルと“H”レベル間で切り変わる時間から規定しており、出力信号が“L”レベルから“H”レベルへ変化する時間をtPLH、”H”レベルから” L”レベルへ変化する時間をtPHLとしています。

  • 出力スキュー (ビット間) (tSK (b) )
    出力スキュー (ビット間) は、差動ペア間 (プラス信号とマイナス信号) の伝搬遅延時間差を示します。
    例えば、A0+とB0+間のパスとA0-とB0-間のパスの伝搬遅延時間差を示します。

  • 出力スキュー (チャネル間) (tSK( CH) )
    出力スキュー (チャネル間) は、複数チャネルを持つバススイッチ製品での、チャネル間の伝搬遅延時間差を示します。
    例えば、A0+とB0+間のパスとA1+とB1+間のパスの伝搬遅延時間差を示します。

伝搬遅延時間 (tPLH、tPHL)、出力スキュー (ビット間) (tSK (b) )、出力スキュー (チャネル間) (tSK (CH) ) のタイミングチャートを図-1に示します。

タイミング特性では、以下の特性を規定しています。

  • スタートアップ時間 (tsup)
  • ターンオン時間 (ton)
  • ターンオフ時間 (toff)
  • ブレークビフォアメイク (TBBM)
表-2 TDS4シリーズのタイミング特性
項目  記号 測定条件 VCC (V)  最小 標準 最大 単位
スタートアップ時間 tsup (詳細はデータシート図13.5参照) 1.65~3.6 - - 100 µs
ターンオン時間 (SEL~Output) ton RL = 50Ω、CL = 5pF
(詳細はデータシート図13.5参照)
1.65~3.6 - - 180 ns
ターンオン時間 (/OE~Output) 1.65~3.6 - - 100 µs
ターンオフ時間 (SEL~Output) toff RL = 50Ω、CL = 5pF
(詳細はデータシート図13.5参照)
1.65~3.6
- - 18 ns
ターンオフ時間 (/OE~Output) 1.65~3.6 - - 21
ブレークビフォアメイク TBBM RL = 50Ω、CL = 5pF
(詳細はデータシート図13.6参照)
1.65~3.6 55 - 160 ns
図-2 スタートアップ時間 (tsup)、ターンオン時間 (ton) 、ターンオフ時間 (toff) のタイミングチャート
図-2 スタートアップ時間 (tsup)、ターンオン時間 (ton)、ターンオフ時間 (toff) のタイミングチャート

各項目について、詳しく説明します。

  • スタートアップ時間 (tsup)
    スタートアップ時間は、スイッチに電源電圧が印加されてからスイッチが動作するまでの時間を示します。

  • ターンオン時間 (ton)
    ターンオン時間は、コントロール入力 (イネーブル入力: /OE、セレクト入力: SEL) を切り替えてから、スイッチがオンするまでの時間を示します。

  • ターンオフ時間 (toff)
    ターンオフ時間は、コントロール入力 (イネーブル入力: /OE、セレクト入力: SEL) が切り替えてから、スイッチがオフするまでの時間を示します。

スタートアップ時間 (tsup)、ターンオン時間 (ton)、ターンオフ時間 (toffのタイミングチャートを図-2に示します。

図-3 ブレークビフォアメイクのタイミングチャート、測定図
図-3 ブレークビフォアメイクのタイミングチャート、測定図
  • ブレークビフォアメイク (TBBM)
    ブレークビフォアメイクは、Mux (マルチプレクサー) /De-Mux (デマルチプレクサー) 回路において、スイッチの切り替え時に2つのスイッチが同時にオンしないことを規定した時間です。
    ブレークビフォアメイクの詳細はこちらをご参照ください。
    ブレークビフォアメイク (TBBM) とは何ですか?
    ブレークビフォアメイクのタイミングチャート、測定図を図-3に示します。

関連リンク

以下の資料にも関連する説明がありますので、ご参照ください。

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