關(guān)于模擬數(shù)據(jù)采集的設(shè)計權(quán)衡的分析與研究

　　
這個系統(tǒng)錯誤可以很容易被測試。將一個復(fù)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的兩個相鄰?fù)ǖ溃ㄈ缤ǖ?0 和 1）連接到接近系統(tǒng)輸入極限的 DC 電壓上，如 +10V 和 -10V。接下來，在兩個輸入通道之間進行交替采樣。開始對每個通道進行幾次采樣，并逐漸轉(zhuǎn)為每通道一次采樣，然后切換通道。
　　
如果時間常數(shù)快于采樣速率，則應(yīng)看到二分之一采樣速率的一個方波。但如果時間常數(shù)過長，則所得到的是一個類似的三角波，因為通道之間有電荷注入。

　　
Analog Devices 公司的 Hyde 說：“Ron 應(yīng)不大于幾歐姆。數(shù)百歐的導(dǎo)通電阻對今天的多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用而言太大了?！倍?National Instruments 的 Orozco 主張，數(shù)百歐并不太大，因為上游運放有高輸入阻抗。
　　
Hyde 還指出，復(fù)用器的導(dǎo)通電阻會根據(jù)系統(tǒng)輸入信號的幅度而變化。如果將通道從一個電壓軌變到另一個電壓軌，就需要了解通道的 RC 時間常數(shù)。當(dāng) Ron 隨電壓變化時，通道電容會產(chǎn)生一個隨頻率變化的阻抗。這些阻抗與電容一起構(gòu)成了一個可變的低通濾波器，并造成失真。
　　
Hyde 說：“通道必須落在 ADC 精度極限內(nèi)，以防止電荷導(dǎo)致的錯誤。”新復(fù)用器的電容小于較老型號，他補充說。
　　
技術(shù)數(shù)據(jù)
　　
在設(shè)計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，當(dāng)然要依賴于 ADC、運放和電壓基準的數(shù)據(jù)手冊。元器件制造商也會為自己的元件提供其他有價值的資源，如參考設(shè)計板（圖 5）。通常情況下，可以購買一塊參考設(shè)計板來評估元件，然后再將它們設(shè)計到自己的系統(tǒng)里。
　　
數(shù)據(jù)手冊也提供了設(shè)計與布局信息，但 Keithley 的 Cawley 發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)手冊上的信息和參考設(shè)計板可能不一致。在設(shè)計一個 500 k 采樣/秒、18 位的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，Cawley 使用數(shù)據(jù)手冊中的設(shè)計信息，不過發(fā)現(xiàn) ADC 產(chǎn)生的噪聲在 3 與 7 LSB 之間（5 ?V/LSB）。他說：“當(dāng)我轉(zhuǎn)用參考設(shè)計推薦的布局時，噪聲跌到了 1 LSB 內(nèi)。該參考設(shè)計在 QFP 器件下用了四層接地。用 9 個通孔連接接地層，但數(shù)據(jù)手冊用了一根從 ADC 到一只旁路電容的走線，而沒有用接地層。”
　　
模擬 IC 制造商為 ADC 的設(shè)計提供了豐富的技術(shù)信息，無需支付費用就可以找到應(yīng)用說明、數(shù)據(jù)手冊、在線研討會、技術(shù)論文，以及仿真軟件等。