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多路adc还是多路adc ?

多通道ADC

adc的功能是基于一个简单的概念:将输入波形转换为数字近似。在一些模拟系统中,分配给模拟接口、数字I/ o和配置引脚的路太多了,以至于ADC电路开始看起来很像上图。当您需要获取多个模拟信号时,典型的方法是使用多通道ADC,它可以驱动如上所示的密度类型。

另一种方法是为每个信号或一组信号使用多个较小的adc。尽管许多产品的设计趋势一直朝着增加密度的方向发展,但降低密度和使用多个adc来获取多个信号是有好处的。我们将在本文中概述一些好处。

多通道vs.多adc

许多adc在引脚排列中有多个模拟输入,这允许在单个接口上采样多个模拟信号。另一种方法是使用多个adc,并在需要时尝试同步它们的数据流。下表概述了使用这两种方法的设计人员可以在他们的系统中期望得到的结果。

多个adc

多通道ADC

噪声容忍度

每个ADC中的噪声可能非常不同

噪声同样可以影响所有信道

动态范围

是否可以通过信号链和独立引用进行独立设置

需要信号链中的外部组件独立设置

参考电平

独立设置多个精度参考或比例连接

有些组件为每个通道提供多个引用选项

抽样

抽样可以是:

  • 同步(交叉)
  • 异步
  • 同时

抽样可以是:

  • 同步(交叉)
  • 同时

多个adc的优点

当使用多个adc时,有一些优点源于

可配置性-使用多个adc的最重要优势是它们的可配置性。每个ADC都可以完全独立地配置,这包括在信号采集之前对模拟前端的信号调理。这意味着设计师可以轻松地设置多个独立的引用,增益值,动态范围值,以及消除或控制噪声的滤波策略。

同步——如果需要,这些组件可以不强制同步,即完全异步采样。这消除了对系统时钟分布的需要,这可能涉及到时钟路由困难如果有很多adc分布在PCB周围。如果系统的处理器是系统时钟发生器,那么它可以用来同步多个ADC,基本上模拟多通道ADC中的同步采样。

热控制-所有adc在其工作特性中都会表现出一些热漂移,特别是当它们使用内部精度参考时。使用单独的adc可以根据需要对有问题的adc应用更高的精度引用。也可以针对不同的adc使用不同的冷却策略,而不是过度设计系统级的冷却方法。

多通道adc的优点

多通道adc有一些重要的优点,使这些组件成为与多个模拟信号接口时的标准方法。

计时-可以用多通道ADC实现的计时机制很简单。两种标准选择是同时采样,即所有信道同时采样,或交错采样,即信道连续采样。由于需要精确的相位匹配,交叉采样在多个adc中实现相对困难系统时钟分布,在多通道ADC中这样做基本上没有意义。

相似的信号——可能最大的优势是,当系统需要获取具有相同特征的信号时,这些组件可以具有非常简单的实现。例如,当对具有相似增益、RMS噪声、频率内容/带宽、动态范围和所需分辨率的多个信号进行采样时,很容易放置和配置这些组件。

多通道adc的缺点与串扰和可配置性有关。关于串扰,多通道adc上的模拟接口倾向于排列在组件的同一侧;结果是高频信号在同时采样时很容易相互干扰。

多通道ADC

MAX11410的Pinout。

关于可配置性,多通道adc可能不会提供不同的引用,增益,分辨率或采样率配置独立跨所有通道。这意味着如果要对显著不同的信号进行采样,则需要更复杂的组件。配置困难还会回到系统固件开发人员,他们必须实现一个单独跟踪每个通道的配置例程。

总结

总而言之,在一些情况下,多个ADC比多通道ADC更可取。

  • 需要异步采样
  • 信号具有不同的噪声水平和由此产生的量化误差
  • 外部同步需要极高的采样率

如果您希望使用多路ADC使用相同的组件获取不同类型的信号,那么您需要围绕多路ADC构建的电路可能会变得非常复杂。为多通道ADC制作支持电路仍然不能缓解相关的噪声、串扰和热挑战,尽管它确实使系统尺寸较小。当您需要设计用于信号采集的模拟接口时,请考虑所有这些要点。

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