高精度運(yùn)放在低功率實(shí)現(xiàn)快速多路復(fù)用

　　引言

　　如果要設(shè)計(jì)一種負(fù)責(zé)測(cè)量多個(gè)模擬電壓 （但不是所有同時(shí)測(cè)量） 的系統(tǒng)，您可以通過(guò)把測(cè)量結(jié)果多路復(fù)用為單個(gè)輸出信號(hào)來(lái)簡(jiǎn)化下游電路，隨后采用共享組件對(duì)原始電壓電平進(jìn)行串行處理和數(shù)字化。這么做的好處是信號(hào)鏈路組件的數(shù)目和尺寸將比采用“按每個(gè)通道進(jìn)行設(shè)計(jì)”時(shí)所需的小得多。正確地實(shí)現(xiàn)一種多路復(fù)用解決方案需要注意幾個(gè)細(xì)節(jié)，特別是假如您希望在通道之間實(shí)現(xiàn)快速切換、進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和保持低功耗。

　　快速響應(yīng)

　　多路復(fù)用增加了組合信號(hào)的頻率含量，這是因?yàn)楫?dāng)每次多工器切換通道，多路轉(zhuǎn)換信號(hào)都將改變數(shù)值。即使輸入信號(hào)并沒(méi)有快速地變化，多路轉(zhuǎn)換信號(hào)也會(huì)快速改變，因此位于多工器之后的任何電路都必須對(duì)這些轉(zhuǎn)換做出快速響應(yīng)。例如，倘若輸出信號(hào)在讀取下一個(gè)通道之前未完全穩(wěn)定至目標(biāo)準(zhǔn)確度，則某個(gè)給定通道的測(cè)量值會(huì)取決于前一個(gè)通道的數(shù)值，這相當(dāng)于通道至通道串?dāng)_。

　　由于多工器的導(dǎo)通電阻不是零，因此常常需要采用一個(gè)運(yùn)放來(lái)緩沖輸出。圖 1 示出了一款多路轉(zhuǎn)換的電路，其在 MUX 之前給每個(gè)通道布設(shè)一個(gè)運(yùn)放，而在 MUX 之后則安置一個(gè)共享運(yùn)放。這里我們考慮的是下游共享運(yùn)放的性能。

　　具有低功耗的運(yùn)放之速度往往很慢。特別地，運(yùn)放的擺率通常與運(yùn)放的電源電流緊密相關(guān)。這是因?yàn)榭捎糜诮o內(nèi)部電容器充電的電流占運(yùn)放總電源電流的一個(gè)固定比例。