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一種拓展模擬采樣通道數(shù)的方法

發(fā)布時(shí)間:2021-03-12 來源:Zhou, Jimmy 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】在精密測量應(yīng)用領(lǐng)域,為了實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)測量,廣泛地使用了MUX(多路復(fù)用器)芯片。在多通道的模擬量測量電路中,往往會(huì)采用MUX用于多個(gè)通道模擬量的切換,從而節(jié)省調(diào)理電路、參考電路和ADC成本,實(shí)現(xiàn)整體成本的最優(yōu)化。
 
一種拓展模擬采樣通道數(shù)的方法
圖1:典型的模擬采樣應(yīng)用電路
 
常用的MUX的通道數(shù)是2路、8路和16路,在一些特殊應(yīng)用,需要更多路的采樣通道,比如64通道。對(duì)于64通道的模擬信號(hào)采樣,如果采用8通道的MUX,方案整體上的資源需求如表1??梢钥闯?,如果采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu),考慮了ADC、參考芯片和運(yùn)放調(diào)理電路,整個(gè)系統(tǒng)成本比較高。
 
表1:使用8通道MUX實(shí)現(xiàn)64通道模擬采樣的系統(tǒng)資源
一種拓展模擬采樣通道數(shù)的方法
 
另外一個(gè)可行的方式,通過雙重MUX復(fù)用方式,實(shí)現(xiàn)64通道的的采樣信號(hào),也是本文討論和推薦的。如圖2所示,模擬信號(hào)通過一級(jí)的MUX后,進(jìn)入第二級(jí)MUX里面,其中一級(jí)MUX需要8個(gè),二級(jí)MUX需要1個(gè),最終ADC等線路只需要復(fù)用一路,即可以實(shí)現(xiàn)64通道的模擬采樣。 對(duì)于MUX地址線,第一級(jí)MUX共用3個(gè)地址線,第二級(jí)MUX使用3個(gè)地址線,有效減少了數(shù)字端口和邏輯控制難度。
 
一種拓展模擬采樣通道數(shù)的方法
圖2:模擬典型的模擬采樣應(yīng)用電路
 
使用雙重MUX復(fù)用方式,整個(gè)系統(tǒng)的資源需求情況如表2。同樣實(shí)現(xiàn)64通道模擬采樣,相比傳統(tǒng)方式,雙重MUX復(fù)用方式,
 
表2:使用雙重MUX方式實(shí)現(xiàn)64通道模擬采樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
一種拓展模擬采樣通道數(shù)的方法
 
從性能上來講,雙重MUX方式由于經(jīng)過了兩級(jí)MUX,導(dǎo)通阻抗會(huì)加倍。但是,由于運(yùn)放調(diào)理電路的輸入阻抗遠(yuǎn)高于MUX路徑上的阻抗,可以避免這個(gè)弱勢(shì)。
 
 
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