為多路復用器應用選擇正確的 Δ-Σ 轉換器類別可以完成具有零周期時延特性的轉換工作。

作者：Bonnie Baker

通過周期性地對每條通道進行采樣，您電路中的多路復用器可以掃描檢測許多輸入通道。多路復用系統只有一個從所有通道獲取數據的 ADC，因而其擁有功耗和成本優勢。在您開始設計以前，首先要看一下您想要數字化的信號類型。例如，如果您知道系統所有通道的較高、較低頻率以及精度要求，那么您可能會需要數個 ADC。

另一種情況下，這些通道可能具有互不相同的時間關系，這就要求一種能夠保護相位信息的同時采樣方法。您可以利用采樣保持電路和一個 ADC 來達到這一目的，而使用獨立的 ADC 可能會更容易一些。

圖 1 顯示了一個 Δ-Σ 轉換器多路復用電路，在該多路復用器的信號端上有一些抗混淆濾波器。在多路復用轉換器的輸入端，電路的每一條通道均具有一個近 dc 信號。但是，通道間變化會引起 ADC 的階躍響應信號。因此，使用一個零周期時延的轉換器就顯得十分重要。

圖 1

周期時延等于輸入信號轉換開始到相應輸出數據形成這一完整數據周期的數目。該轉換器必須能夠從一個階躍信號輸入生成一個完全穩定的輸出信號。如果該器件在第二個周期開始以前便完成轉換，那么該周期時延就為零。多路復用 Δ-Σ ADC 可能存在的一個不足是非零周期時延。

圖 2 顯示了帶三個信號的多路復用系統的信號鏈動態情況。該系統連接了每一條輸入通道的削波 (slice)。在多路復用器之后，零時延 Δ-Σ ADC 出現這種波形合并，信號從一個通道切換至另一個通道時其擁有較大、較快速的轉換。Δ-Σ 轉換器數字濾波器對整個多路復用波形的反應是指數字濾波器中的快速轉換完全穩定。

圖 2

為多路復用應用選擇正確的 Δ-Σ 轉換器類別可以完成具有零周期時延特性的轉換工作。這些 Δ-Σ 轉換器通常具有 sinc (sinx/x) 數字濾波器。從設計人員的立場上來看，此類別的轉換器掩蓋了內部數字濾波器的結果。利用零周期時延 Δ-Σ ADC，第一個輸出數據結果完全穩定。

您也可以將零周期時延 ADC 描述為單周期穩定或者一次單周期轉換。但是，在所有情況下，您都可以第一時間從多路復用轉換器獲得正確答案。

作者簡介

Bonnie Baker 現任德州儀器 (TI) 高級應用工程師，并撰寫了《A Baker’s Dozen：針對數字設計人員的真正的模擬解決方案》。