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。
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