通過周期性地對每條通道進(jìn)行采樣，您電路中的多路復(fù)用器可以掃描檢測許多輸入通道。多路復(fù)用系統(tǒng)只有一個(gè)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(shè)計(jì)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(huì)需要數(shù)個(gè) ADC。

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

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



圖 1

周期時(shí)延等于輸入信號轉(zhuǎn)換開始到相應(yīng)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(gè)階躍信號輸入生成一個(gè)完全穩(wěn)定的輸出信號。如果該器件在第二個(gè)周期開始以前便完成轉(zhuǎn)換，那么該周期時(shí)延就為零。多路復(fù)用 Δ-Σ ADC 可能存在的一個(gè)不足是非零周期時(shí)延。

圖 2 顯示了帶三個(gè)信號的多路復(fù)用系統(tǒng)的信號鏈動(dòng)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(fù)用器之后，零時(shí)延 Δ-Σ ADC 出現(xiàn)這種波形合并，信號從一個(gè)通道切換至另一個(gè)通道時(shí)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(gè)多路復(fù)用波形的反應(yīng)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(fù)用應(yīng)用選擇正確的 Δ-Σ 轉(zhuǎn)換器類別可以完成具有零周期時(shí)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(shè)計(jì)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(shí)延 Δ-Σ ADC，第一個(gè)輸出數(shù)據(jù)結(jié)果完全穩(wěn)定。

您也可以將零周期時(shí)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(shí)間從多路復(fù)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(yīng)用工程師，并撰寫了《A Baker’s Dozen：針對數(shù)字設(shè)計(jì)人員的真正的模擬解決方案》。