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多路开关与采样保持器

【摘要】:在数据采集系统中,往往需要使用多个传感器进行多点检测,通常采用多参数共用一个ADC,这就需要多路开关进行分时采样,轮流把各传感器的数据送到ADC。而单向多路开关只能完成多到一的转换。在采样方式中,采样保持器的输出跟随模拟输入电压;在保持方式中,采样保持器的输出将保持采样命令发出时刻的输入值,直到保持命令撤销时为止。常见的采样保持器有AD582、LF198/298/398等。图6-8采样保持器的工作方式图6-8采样保持器的工作方式

在数据采集系统中,往往需要使用多个传感器进行多点检测,通常采用多参数共用一个ADC,这就需要多路开关进行分时采样,轮流把各传感器的数据送到ADC。此外,在数据采集系统中,由于ADC的转换过程需要一定的时间,这就需要在A/D转换过程中保持采样值不变,否则,将会影响转换精度,特别是在被测信号变化速度比较快的情况下。另一方面,DAC转换器也是分时工作的,对于每个输出信号,也需要有保持电路。

1.多路开关

多路开关能够实现多个参数逐个、分时地接通并送入ADC,即完成从多路到一路的转换。而计算机的输出按照一定的顺序输出到不同的控制回路,这就需要反向多路开关来完成一路到多路的转换。其工作过程与原理和数字电路中介绍的数据选择器相同,这里就不再赘述。

多路开关分为单向多路开关和双向多路开关。双向多路开关既能作为多路开关,实现多到一的转换,又能当作反向多路开关,完成一到多的转换。而单向多路开关只能完成多到一的转换。常见的半导体多路开关有:单向8通道多路开关CD4051,双向4通道多路开关CD4052,三重两通道多路开关CD4053,单向16路多路开关AD7506等。

2.采样保持器

采样保持电路是为了在A/D转换过程中,模拟信号能以较高的精度转换为数字信号。由于模拟信号转换为数字信号需要一定的时间,在这段时间里,必须保持采样点的数值不变,才能保证转换的精度,这就是采样保持器的意义所在。

采样保持器(SHA)有两种工作方式:一种是采样方式;另一种是保持方式。这两种方式由方式控制端来选择。在采样方式中,采样保持器的输出跟随模拟输入电压;在保持方式中,采样保持器的输出将保持采样命令发出时刻的输入值,直到保持命令撤销(即转到采样命令)时为止。图6-8为采样保持过程的示意图。常见的采样保持器有AD582、LF198/298/398等。

图6-8 采样保持器的工作方式