【導讀】如果要設計一種負責測量多個模擬電壓(但不是所有同時測量)的de係xi統tong
，可ke以yi通tong過guo把ba測ce量liang結jie果guo多duo路lu複fu用yong為wei單dan個ge輸shu出chu信xin號hao來lai簡jian化hua下xia遊you電dian路lu，隨sui後hou采cai用yong共gong享xiang組zu件jian對dui原yuan始shi電dian壓ya電dian平ping進jin行xing串chuan行xing處chu理li和he數shu字zi化hua。這zhe麼me做zuo的de好hao處chu是shi信xin號hao鏈lian路lu組zu件jian的de數shu目mu和he尺chi寸cun將jiang比bi采cai用yong“按每個通道進行設計”時所需的小得多。正確地實現一種多路複用解決方案需要注意幾個細節

，特別是假如您希望在通道之間實現快速切換、進行準確的測量和保持低功耗。

引言

如果要設計一種負責測量多個模擬電壓(但不是所有同時測量)的de係xi統tong，可ke以yi通tong過guo把ba測ce量liang結jie果guo多duo路lu複fu用yong為wei單dan個ge輸shu出chu信xin號hao來lai簡jian化hua下xia遊you電dian路lu
，隨sui後hou采cai用yong共gong享xiang組zu件jian對dui原yuan始shi電dian壓ya電dian平ping進jin行xing串chuan行xing處chu理li和he數shu字zi化hua。這zhe麼me做zuo的de好hao處chu是shi信xin號hao鏈lian路lu組zu件jian的de數shu目mu和he尺chi寸cun將jiang比bi采cai用yong“按每個通道進行設計”時所需的小得多。正確地實現一種多路複用解決方案需要注意幾個細節，特別是假如您希望在通道之間實現快速切換

、進行準確的測量和保持低功耗。

快速響應

多duo路lu複fu用yong增zeng加jia了le組zu合he信xin號hao的de頻pin率lv含han量liang，這zhe是shi因yin為wei當dang每mei次ci多duo工gong器qi切qie換huan通tong道dao

，多duo路lu轉zhuan換huan信xin號hao都dou將jiang改gai變bian數shu值zhi。即ji使shi輸shu入ru信xin號hao並bing沒mei有you快kuai速su地di變bian化hua
，多duo路lu轉zhuan換huan信xin號hao也ye會hui快kuai速su改gai變bian，因yin此ci位wei於yu多duo工gong器qi之zhi後hou的de任ren何he電dian路lu都dou必bi須xu對dui這zhe些xie轉zhuan換huan做zuo出chu快kuai速su響xiang應ying。例li如ru
，倘tang若ruo輸shu出chu信xin號hao在zai讀du取qu下xia一yi個ge通tong道dao之zhi前qian未wei完wan全quan穩wen定ding至zhi目mu標biao準zhun確que度du

，則ze某mou個ge給gei定ding通tong道dao的de測ce量liang值zhi會hui取qu決jue於yu前qian一yi個ge通tong道dao的de數shu值zhi
，這zhe相xiang當dang於yu通tong道dao至zhi通tong道dao串chuan擾rao。

由於多工器的導通電阻不是零
，因此常常需要采用一個運放來緩衝輸出。圖1示出了一款多路轉換的電路，其在MUX之前給每個通道布設一個運放，而在MUX之後則安置一個共享運放。這裏我們考慮的是下遊共享運放的性能。

圖1：多路轉換的係統。位於輸入端的LT6011緩衝器具有高輸入阻抗。位於MUX之後的LT6020能在MUX改變通道時快速轉換。LT6020特殊的輸入電路可避免在MUX輸入端上出現電壓毛刺

juyoudigonghaodeyunfangzhisuduwangwanghenman。tebiedi，yunfangdebailvtongchangyuyunfangdedianyuandianliujinmixiangguan。zheshiyinweikeyongyugeineibudianrongqichongdiandedianliuzhanyunfangzongdianyuandianliudeyigegudingbili。

另一方麵
，LT6020運(yun)放(fang)的(de)擺(bai)率(lv)要(yao)比(bi)您(nin)依(yi)據(ju)其(qi)低(di)電(dian)源(yuan)電(dian)流(liu)所(suo)預(yu)計(ji)的(de)高(gao)得(de)多(duo)。該(gai)器(qi)件(jian)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)非(fei)凡(fan)功(gong)能(neng)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)根(gen)據(ju)輸(shu)入(ru)階(jie)躍(yue)的(de)大(da)小(xiao)來(lai)調(tiao)節(jie)擺(bai)率(lv)
，因(yin)此(ci)大(da)輸(shu)入(ru)階(jie)躍(yue)和(he)小(xiao)輸(shu)入(ru)階(jie)躍(yue)的(de)處(chu)理(li)速(su)度(du)一(yi)樣(yang)快(kuai)。

圖2a和2b比較了LT6020和一款具有相似功耗的傳統運放對於瞬態階躍響應的影響。對於傳統的運放，大信號響應比小信號響應慢得多。然而LT6020對一個10V階躍和一個±200mV階躍的響應一樣幹淨。由於具有這種快速轉換和迅速穩定至一個新數值的能力
，加上仍然僅吸收100μA的電源電流
，因而使得LT6020成為布設在多工器之後的緩衝器之上佳選擇。

圖2a：對於小的輸出信號，LT6020的運作情況與具有相同功率級別的其他運放相似。響應受增益帶寬的支配。

圖2b：對於大的輸出信號，與功率級別相似的其他運放相比
，LT6020維持了信號保真度。響應受擺率的支配。

圖3a：一旦控製信號(上方掃跡)改變MUX通道，LT6020輸出(下方掃跡)將從前一個通道上的電壓轉換至下一個通道。中間的掃跡顯示的是至多工器的輸入
，其幾乎沒有電壓毛刺。

圖3b：與圖3a相同的配置，但是在多工器之後布設了一個傳統運放(LT6011)。至多工器之輸入上的信號(中間掃跡)表明：由於有電流流過多工器並進入運放的保護二極管
，因此出現了明顯的毛刺。

避免毛刺

jishianfangzaiduogongqizhihoudeyunfangzugoukuai，danhaiyoulingyigezhongyaoxijiechangchangbeihushi。daduoshugaojingduyunfangdoujuyoukuajiezaishurujiliangduandeneibubaohuerjiguan，zhizaibimiangeishurujishangmingandeshuangjijingtiguanshijiafanxiangpianzhi。dangduogongqicongyigetongdaoqiehuanzhixiayigetongdaoshi，yigezhongduanshangdeshurudianyakuaisugaibian
，ershuchu(因此包括反饋節點)則尚未改變。這將導致一個大的電流尖峰流過內部保護二極管。這個電流來自哪裏呢?qiyidinglaiziyulianjiezhiduogongqizhishurudedianlu。ruguogaidianluweigaozukang
，huozhesuduhuanman，namecidianliujianfengjiangyinqiyigedianyamaoci。xitongdeshuchusuihoujiangshitugensuigaishurudianyamaoci，suoyizhidaocidianyamaocizixinghuajiezhihoushuchucainengzhunquediwending。

LT6020運放提供了一款針對該問題的獨特解決方案。其輸入器件不僅非常準確，而且具備足夠的堅固性以容許超過5V的反向偏置。於是
，負責保護輸入的是一對背對背齊納二極管，而不是內部保護二極管。因此，對於5V或以下的輸入階躍，不會出現電流尖峰。如圖3a和3b所示，LT6020運放在傳感器的輸出上幾乎未引起電壓毛刺，而傳統的高精度運放(以LT6011為例)則會引起一個大的電壓毛刺。

結論

把高精度信號正確地多路複用為一個輸出信號需要謹慎地關注細節。LT6020利li用yong一yi組zu獨du特te的de特te性xing簡jian化hua了le多duo路lu複fu用yong解jie決jue方fang案an的de設she計ji。例li如ru
，其qi擺bai率lv與yu處chu於yu這zhe種zhong低di電dian源yuan電dian流liu水shui平ping的de其qi他ta運yun放fang相xiang比bi要yao快kuai得de多duo，從cong而er使shi之zhi能neng夠gou對dui通tong道dao變bian化hua做zuo出chu快kuai速su響xiang應ying。另ling外wai
，其qi獨du特te的de輸shu入ru保bao護hu方fang案an還hai可ke避bi免mian出chu現xian電dian流liu尖jian峰feng
，而er當dang采cai用yong傳chuan統tong的de高gao精jing度du運yun放fang時shi
，這zhe種zhong電dian流liu尖jian峰feng將jiang在zai通tong道dao切qie換huan期qi間jian引yin起qi上shang遊you幹gan擾rao。

（來源：中電網）

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