通過周期性地對每條通道進行采樣，您電路中的多路復用器可以掃描檢測許多輸入通道。多路復用系統(tǒng)只有一個從所有通道獲取數(shù)據(jù)的 ADC，因而其擁有功耗和成本優(yōu)勢。在您開始設計以前，首先要看一下您想要數(shù)字化的信號類型。例如，如果您知道系統(tǒng)所有通道的最高、最低頻率以及精度要求，那么您可能會需要數(shù)個 ADC。

另一種情況下，這些通道可能具有互不相同的時間關(guān)系，這就要求一種能夠保護相位信息的同時采樣方法。您可以利用采樣保持電路和一個 ADC 來達到這一目的，而使用獨立的 ADC 可能會更容易一些。

圖 1 顯示了一個 Δ-Σ 轉(zhuǎn)換器多路復用電路，在該多路復用器的信號端上有一些抗混淆濾波器。在多路復用轉(zhuǎn)換器的輸入端，電路的每一條通道均具有一個近 dc 信號。但是，通道間變化會引起 ADC 的階躍響應信號。因此，使用一個零周期時延的轉(zhuǎn)換器就顯得十分重要。



圖 1

周期時延等于輸入信號轉(zhuǎn)換開始到相應輸出數(shù)據(jù)形成這一完整數(shù)據(jù)周期的數(shù)目。該轉(zhuǎn)換器必須能夠從一個階躍信號輸入生成一個完全穩(wěn)定的輸出信號。如果該器件在第二個周期開始以前便完成轉(zhuǎn)換，那么該周期時延就為零。多路復用 Δ-Σ ADC 可能存在的一個不足是非零周期時延。

圖 2 顯示了帶三個信號的多路復用系統(tǒng)的信號鏈動態(tài)情況。該系統(tǒng)連接了每一條輸入通道的削波 (slice)。在多路復用器之后，零時延 Δ-Σ ADC 出現(xiàn)這種波形合并，信號從一個通道切換至另一個通道時其擁有較大、較快速的轉(zhuǎn)換。Δ-Σ 轉(zhuǎn)換器數(shù)字濾波器對整個多路復用波形的反應是指數(shù)字濾波器中的快速轉(zhuǎn)換完全穩(wěn)定。



圖 2

為多路復用應用選擇正確的 Δ-Σ 轉(zhuǎn)換器類別可以完成具有零周期時延特性的轉(zhuǎn)換工作。這些 Δ-Σ 轉(zhuǎn)換器通常具有 sinc (sinx/x) 數(shù)字濾波器。從設計人員的立場上來看，此類別的轉(zhuǎn)換器掩蓋了內(nèi)部數(shù)字濾波器的結(jié)果。利用零周期時延 Δ-Σ ADC，第一個輸出數(shù)據(jù)結(jié)果完全穩(wěn)定。

您也可以將零周期時延 ADC 描述為單周期穩(wěn)定或者一次單周期轉(zhuǎn)換。但是，在所有情況下，您都可以第一時間從多路復用轉(zhuǎn)換器獲得正確答案。

作者簡介
Bonnie Baker 現(xiàn)任德州儀器 (TI) 高級應用工程師，并撰寫了《A Baker’s Dozen：針對數(shù)字設計人員的真正的模擬解決方案》。