智能仪表正在彻底改变我们监控和管理能耗的方式。这些高级系统的核心是多路复用器。多路复用器在优化传感器数据采集和信号路由方面发挥着至关重要的作用。在此概述文件中，探讨了多路复用器在智能仪表中的主要用途，并重点介绍了轻松集成所需功能。

小尺寸多路复用器

因传感器的数量和 PCB 面积因设计而异，因此，优化尺寸是温度检测中的一个关键问题。所幸 TI 能提供多种配置的小封装产品，能为灵活设计助力。DYY、VQFN、X2SON 和 DSBGA 等封装在尺寸上具有竞争优势，且有多种配置和多个通道可选。

图 1 封装尺寸比较 - DYY 与传统的 SOIC 封装相比，能节省了 57% 的空间

智能仪表需要准确的温度监测功能。多路复用器（如 SN74LV4051A）支持将多个温度传感器集成到单个 ADC 通道中。在此项设置中，能减少所需的 ADC 通道数量、简化设计和降低成本。在典型应用中，热电偶或 RTD （电阻温度检测器）等温度传感器连接到多路复用器输入端。多路复用器可以使用控制逻辑依次选择每个传感器信号，并将信号路由到 ADC。在该过程，保证智能仪表内多个点的读数准确，这对于保持性能和可靠性至关重要。请注意，各种传感器的设计类似。在设计时，可以采用电流和电压监测器等传感器，但实现方式是相同的。

图 2 实现典型的温度传感器

设计智能仪表时的注意事项

• 选择封装合适的多路复用器，以适配各种 PCB 尺寸和设计，避免受到空间限制。
• 所匹配的输入信号范围须小于或等于多路复用器电源电压。大多数多路复用器仅支持最高电源电压不超过提供给 mux 的电源电压的信号。
• 选择具有足够带宽和适当通道数的多路复用器，以便满足应用需求。
• 选择在整个应用温度范围内能满足参数要求的多路复用器，以保持信号完整性。
• 断电保护等功能可使器件的 I/O 在断电时保持高阻态。

低泄漏、低导通电阻多路复用器

通过对多个传感器的信号进行高效管理和处理，低泄漏多路复用器在流量计和超声波燃气表中发挥着至关重要的作用。在流量计中，TMUX9832 等高电压和低泄漏多路复用器能同步处理多对传感器的信号，从而提高测量响应能力和精度。为达成此目标，在不增加信号处理组件数量的情况下添加更多传感器元件，提供更全面的流数据查看功能和更佳的噪声滤除功能。在该应用中，在微控制器单元和传感器通道之间传输和接受信号时，多路复用器能进行切换。利此切换功能，同一传感器能发送和接收超声波脉冲，以精确的测量燃气流量。

在低电压系统中，为达到类似效果，可使用多个 TS5A9411。此器件所提供的方案具备低 R_ON、低泄漏、低功耗及先断后合特性，在 MCU 和两个收发器之间高效且不失真地传输和接送信号时能进行切换。通过简化传感器的管理，多路复用器可以提高这些系统中的测量质量和可靠性。流量计和超声波燃气表中的多路复用器具备以下几个重要优势：

1. 通过同步处理多个传感器的信号，提高测量准确度和精度。
2. 在不增加信号处理元件的情况下，通过添加更多传感器来提高效率。
3. 传感器管理和信号路由的灵活性。
4. 采用同一个传感器发送和接收信号，从而简化操作。

多路复用器是智能仪表功能不可或缺的一部分，配有高效的数据采集和信号路由功能。在温度传感器应用中，多路复用器可简化将多个传感器集成到单个 ADC 通道的这一过程，而在超声波燃气表中，多路复用器可精确控制发送和接收信号。这些优势使多路复用器成为推动智能计量技术进步的关键元件。

图 3 实现典型的超声波燃气表

设计注意事项

• 所匹配的输入信号范围须小于或等于多路复用器电源电压。大多数多路复用器仅支持最高电源电压不超过提供给 mux 的电源电压的信号。
• 选择具有足够带宽和适当通道数的多路复用器，以便满足应用需求。
• 选择相对较低的导通状态电阻和低泄漏多路复用器，减少误差并提高系统测量精度。
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