低漏电多路复用器在高阻抗PLC系统中是否重要?
一位任职于领先的可编程逻辑控制器(PLC)制造商的年轻工程师满怀热情,正在设计一个可接受来自高阻抗传感器输入的多通道24位模拟输入模块。他选择了德州仪器的24位Δ-Σ模数转换器(ADS125H02)、5-V基准电压和德州仪器的精密放大器(OPA192)。
当选择多路复用器时,他有三种选项:一个是德州仪器的MUX36D04和两个来自其他供应商的多路复用器(MUX2和MUX3)。除了输入漏电流规格分别为1 pA、100pA和1 nA(25°C时的典型值)外,每一个多路复用器规格都很相似。
起初,这位工程师认为这三个多路复用器看起来一模一样,而且认为这三个多路复用器中的输入漏电流低到可以忽略不计。他认为可以选择这三者之中的任何一个,并从他的系统中获得类似的性能。
在此博文中,你会发现他也许忽略了多路复用器的漏电流。
图1所示为带有多个传感器接口的数据采集系统的标准框图。
漏电流:默默地抵消偏移误差
漏电流是一个重要参数,因为它在开关打开和断开时都会导致直流误差。多路复用器数据表有许多与漏电流相关的规格,包括当开关合上或断开时流过源极管脚(IS)或漏极管脚(ID)的漏电流。图2所示为模拟开关的简化模型。
如图2所示,输出电压VOUT通常连接到运算放大器的同相端,该同相端具有高阻抗。所以为了简单起见,工程师忽略了负载电阻RL的影响。RO是开关的导通电阻。
当开关合上时,方程式1计算由漏电流引入的电压误差:当开关断开时,漏电流流过各自的端子(漏极或源极),并在输出端引入偏移误差。
漏电流也随温度的升高而增大。所有数据表应包括漏电流与温度的典型曲线。虽然漏电流的量很小,但在处理高输入阻抗传感器时,它是一个非常重要的参数。所以让我们来看看这个参数是如何影响系统性能的。
漏电流的微微安或毫微安其实是有差别的
PLC系统中的模拟输入模块经常切换pH、光学、湿度、加速度计和化学传感器等高输入阻抗传感器。所有这些传感器都具有输入阻抗,从几百千欧姆到几千兆欧姆不等。以一个典型的光传感器为例,如图4所示。
大多数传感器的输出电压都很低。由于输入级而引入的任何附加偏移都会限制ADS125H02所能看到的最大满量程电压范围。从表1可以看出,对于高精度数据采集系统,即使几百微微安的输入泄漏也会对测量精度产生显著影响。漏电流随温度的变化而变化,表1显示了25°C和85°C时的偏移误差变化。光传感器阻抗也随光强度和环境温度的变化而变化,因此这不仅会导致偏移误差,还会导致线性误差。
所以工程师不能忽略泄漏电流,因此需要选择一个低泄漏多路复用器。
设计可接受高阻抗输入的多通道模拟输入模块会有一系列的挑战。德州仪器的MUX36S08和MUX36D04超低泄漏模拟多路复用器无需校准偏移误差,简化了模拟输入模块的设计,同时也大大减少了偏移和线性误差。MUX36S08和MUX36D04在25°C时具有1pA的超低漏电流。图5显示了MUX36S08的漏电流随温度的变化。(有关-40°C到125°C的详细曲线图, 请参见MUX36S08数据表。)
总结来说,工程师不能忽略漏电流,所以他必须选择德州仪器的低泄漏多路复用器。MUX36S08和MUX36D04选项满足低泄漏的需要,还提供低电容、低电荷注入、轨对轨运行和低功耗。
登录并在下面发表评论,让我们了解多路复用器您所重点关注的相关因素。
关注电子行业精彩资讯,关注华强资讯官方微信,精华内容抢鲜读,还有机会获赠全年杂志
关注方法:添加好友→搜索“华强微电子”→关注
或微信“扫一扫”二维码
- •东芝推出带有嵌入式微控制器的SmartMCD系列栅极驱动IC2024-03-28
- •Melexis推出动态RGB-LED应用新型开发方案2024-03-27
- •瑞萨率先在业内推出采用自研CPU内核的通用32位RISC-V MCU2024-03-26
- •东芝推出适用于电机控制的Arm Cortex-M4微控制器2024-03-26
- •艾迈斯欧司朗LED产品搭配二维码(Data Matrix)技术,帮助汽车制造商简化生产流程2024-03-25
- •颠覆性 Cadence Reality 数字孪生平台为人工智能时代的数据中心设计带来变革2024-03-22
- •微容科技贴片电容器抗弯曲解决方案——软端子系列MLCC2024-03-22
- •瑞萨推出全新MCU,支持高分辨率模拟功能与固件在线升级功能, 助力客户系统实现节能目标2024-03-22
- •Vishay推出旋钮电位器,简化工业和音频应用设计并优化成本2024-03-22
- •东芝在其电机控制软件开发套件中新增位置估算控制技术,旨在简化电机磁场定向控制2024-03-19