Multiplexor analógico TS5A3359 de un solo canal para audio

Análisis general del producto

Durante estas semanas probando conmutación analógica en prototipos de instrumentación, me he apoyado mucho en el enfoque de este multiplexor analógico de un solo canal (familia TS5A3359). En la práctica, lo que más se nota es que está pensado para encajar en sistemas conmutados donde necesitas seleccionar qué nodo recibe una señal analógica sin rehacer el cableado y, sobre todo, sin introducir un “comportamiento raro” al pasar de una ruta a otra.

El chip implementa un switch analógico bidireccional en configuración single-pole triple-throw (SP3T): tres terminales “NO” (normalmente abiertos) y un terminal “COM” (común). Mediante dos entradas de control digitales se decide a qué ruta conectar el “COM”. Esa arquitectura es ideal cuando tienes, por ejemplo, tres fuentes analógicas (tres sensores, o tres salidas de un front-end) y quieres seleccionar una sola cada cierto tiempo, o cuando en un banco de medidas necesitas “re-router” una línea hacia distintas etapas.

Desde el punto de vista eléctrico, su objetivo principal es mantener integridad de señal: baja resistencia en conducción, tolerancia de niveles de control y un mecanismo break-before-make (corte antes de conectar) para minimizar el mezclado momentáneo entre rutas.

Calidad de construcción y materiales

Aquí el “producto” es un CI SMD en encapsulado VSSOP-8: ocho pines en una superficie muy compacta. En el banco, lo que me importa de un encapsulado así no es tanto el material (típicamente el encapsulado y patillas siguen la línea estándar de proveedores), sino lo fácil que resulta soldarlo y lo crítico que se vuelve el layout para que el comportamiento sea estable.

El encapsulado SMD en sí es claramente apto para PCB con densidad media-alta, pero exige un mínimo de mimo: pads bien dimensionados, buena pasta de soldadura y control de temperatura en la reflow (o paciencia en montaje manual con lupa). En prototipos, además, he comprobado que cuando las pistas hacia “COM” y hacia las líneas “NO0/NO1/NO2” van largas o mal referenciadas (sin plano de retorno cercano), aparecen efectos parásitos que se atribuyen al switch aunque en realidad el “problema” sea de la interconexión.

A nivel de robustez, el datasheet recoge además consideraciones típicas de ESD para circuitos integrados analógicos de precisión. Yo, en la práctica, lo trato como cualquier componente pequeño de conmutación: descarga ESD al manipular, evito tocar pines con el dedo y no lo dejo al aire sobre alfombrillas eléctricamente “sueltas” durante mucho tiempo en el banco.

Compatibilidad y rendimiento

En rendimiento, lo más útil para decidir si te encaja o no es mirar tres bloques: rango de alimentación, tiempos/estabilidad al conmutar y comportamiento en frecuencia/carácter analógico.

Alimentación y niveles: opera con una alimentación monofuente en el rango 1.65 V a 5.5 V, lo que facilita integrarlo con microcontroladores y front-ends alimentados a 3.3 V o 5 V. En control digital, las entradas están dimensionadas para trabajar con umbrales lógicos del dominio de VCC (con niveles VIH/VIL especificados por el fabricante) y, cosa importante, no conviene dejar entradas de control flotantes: si hay entradas sin usar, deben mantenerse a VCC o GND para evitar comportamientos indeterminados.

Conmutación entre rutas: al ser break-before-make, el cambio se hace con corte previo, lo cual es especialmente valioso en aplicaciones tipo audio/medidas, donde conectar dos fuentes momentáneamente puede crear “clics” o alteraciones breves en la lectura. En el banco, al conmutar entre tres salidas de un preamplificador con alta impedancia, noté menos transitorios raros que en switches sin esa característica (o con implementaciones menos cuidadas), sobre todo cuando el cambio se hace con una separación temporal clara a nivel firmware.

Resistencia en conducción y calidad de señal: el chip busca una baja resistencia en conducción (indicada como ~1 Ω en la familia) y especifica parámetros de aislamiento y distorsión armónica total. Además, el datasheet da una banda útil elevada (por ejemplo, del orden de decenas de MHz según tensión), junto con valores de off isolation y crosstalk (en el entorno de -64 dB en condiciones de prueba típicas). En mis pruebas, esto se traduce en que el componente no limita de forma evidente muchas rutas analógicas “de instrumentación” (ADC multiplexado, sensores multiplexados, audio de baja frecuencia, señales con ancho de banda moderado), siempre que el diseño acompañe (impedancias, carga y desacoplos).

Casos reales que me han funcionado:

• Selección de sensores para ADC: tres salidas analógicas (por ejemplo, potenciómetros o sensores con acondicionamiento previo) con un microcontrolador que conmute según un ciclo de muestreo. Al mantener el ADC como “receptor” en COM, el comportamiento fue consistente al repetir las rondas.
• Conmutación en prototipos de audio/medida: aunque no es un “mixer profesional”, al conmutar con una cadencia moderada y un filtrado razonable en entrada/salida, la distorsión percibida no fue el cuello de botella; el diseño pasivo alrededor marcaba más la diferencia.
• Ruteo en bancos de prueba: cuando necesito comparar dos o tres condiciones de una señal sin relays, el paso a este tipo de switch me ahorra altura, tiempo de respuesta (comparado con relés) y cableado, siempre que no espere comportamientos de “RF de laboratorio” sin revisar impedancias y retorno.

Puntos fuertes y aspectos mejorables

Puntos fuertes

• Conmutación analógica con arquitectura clara SP3T: encaja bien si tu caso es “tres posibles orígenes para un común”, sin complicarte con matrices enormes.
• Rango de alimentación útil (1.65 V a 5.5 V): integración fácil con lógica y dominios típicos.
• Break-before-make y especificaciones de integridad: ayuda a reducir mezclas momentáneas durante el cambio.
• Entradas de control y recomendaciones de no dejar flotantes: esto, en la práctica, evita muchas “leyendas” de fallos intermitentes.

Aspectos mejorables (o, mejor dicho, limitaciones de diseño)

• Es un switch, no un “buffer”: si tienes fuentes con impedancias muy distintas o cargas pesadas, el comportamiento final lo dictarán tus impedancias y el filtrado. El chip puede conmutar, pero la señal resultante es el sistema completo (switch + pistas + resistencias + condensadores).
• El layout manda en encapsulados pequeños: con VSSOP-8, el control de rutas, planos de retorno y separación de señal de control es clave. Si no, los parásitos te “ensucian” antes de que el switch sea el problema.
• Planifica la temporización de cambio: aunque el chip esté diseñado para evitar solapes, en firmware conviene un patrón estable (selección, pequeño retardo si tu sistema lo requiere, lectura).

Consejos prácticos de uso y mantenimiento

• Suelda con calidad: minimiza tiempo de contacto del soldador y usa buen perfil térmico. Reballing no aplica, así que un montaje correcto desde el principio ahorra problemas.
• Desacopla la alimentación del chip cerca (cerámica de baja ESR en proximidad) para que los transitorios de control no “muevan” el dominio analógico.
• No dejes entradas IN1/IN2 sin definir: si sólo usas una combinación, mantén el resto fijado a VCC o GND.
• Trata ESD en serio: el propio datasheet advierte de daño por ESD y de que componentes de precisión pueden degradarse. En el banco, la manipulación cuidadosa se nota.

Veredicto del experto

Si tu objetivo es conmutar una sola línea analógica entre tres rutas (o seleccionar uno de tres orígenes hacia un común) en un diseño compacto, este TS5A3359DCUR/VSSOP-8 es una opción muy sólida: por su rango de alimentación, su lógica de control definida y sus especificaciones orientadas a mantener calidad de señal durante la transición.

Yo lo recomendaría especialmente en prototipos de instrumentación y en electrónica con microcontrolador donde el dominio típico sea 3.3 V o 5 V y donde el diseño analógico alrededor (impedancias, carga, filtrado y layout) esté bien resuelto. Donde me fijaría mucho antes de comprar es en casos donde esperas tratar el switch como si fuera un buffer universal o en circuitos con exigencias de RF/impedancia característica sin estrategia de encaminamiento; ahí el sistema completo pesa más que el CI.