ZHCSEE4D December 2015 – August 2021 OPA191 , OPA2191 , OPA4191
PRODUCTION DATA
该应用示例的目的是设计一个优化的高电压多路复用数据采集系统，实现出色的系统线性度和快速稳定时间。图 9-4 中给出了总体系统方框图。该电路是一个多通道数据采集信号链，由输入低通滤波器、多路复用器 (mux)、多路复用器输出缓冲器、衰减 SAR ADC 驱动器、多路复用数字计数器和参考驱动器组成。该体系结构允许使用单个 ADC 对多个通道进行快速采样，从而提供低成本的解决方案。为了最大限度地提高精密多路复用数据采集系统的性能，在设计时主要考虑两个因素，一个是多路复用器输入模拟前端，另一个是高压电平转换 SAR ADC 驱动器设计。但是，只有根据 ADC 性能规范精心设计每个模拟电路块，才能实现在 16 位分辨率下的最快稳定性能和最低失真系统。图 9-4 包含针对每个单独模拟块的最主要的技术规格。
本设计系统地接近每个模拟电路块，以实现满量程输入级电压的 16 位稳定性能以及每个输入通道上 10kHz 正弦输入信号的线性度。设计的第一步是了解多路复用器极低阻抗输入滤波器设计的要求。了解此要求有助于决定适当的输入滤波器和选择多路复用器，以满足系统的稳定要求。下一个重要步骤是设计衰减模拟前端 (AFE)，用于在保持放大器稳定性的同时，将高压输入信号电平转换为低压 ADC 输入。再下一步是设计一个数字接口，以最小的延迟来切换多路复用输入通道。最终的设计挑战是设计一个高精度参考驱动电路，该电路提供所需的 REEP 参考电压，并且偏移、温漂和噪声影响低。