模拟多路复用器及其在微动检测设备中的应用.pdf

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1、第6期2012年12月机电元件EIY．JUmOMECltANICAL00M咿0N同N髑VoL32No．6Dec．2012模拟多路复4用器及其在微动检测设备中的应用要学玮，许良军。卢娜(北京邮电大学，北京，100876)摘要：本文介绍了模拟多路复用器的工作原理及若干重要选型指标的含义。以微动检测设备中的数据采集系统为例，介绍了模拟多路复用器在工程上的使用方法。使用模拟多路复用器解决了微动检测设备数据采集过程中对数据采集卡端口复用的问题，将端口使用数量缩减为原来的四分之一，并极大地较少了系统接线的数量。本文通过对实际应用要求的分析

2、。给出了设计方案。关键词：模拟多路复用器ADG604；数据采集；NIPCI6281；微动Doi：10．3969／j．issn．1∞0-6133．2012．06．013中圈分类号：TN784文献标识码：A文章编号：1000—6133(2012)06—0057—05MultiplexerandItsApplicationinFrettingContactResistanceTestMachineYAOXue—wei，XUIAang—j锄，LUNa(BeijingUniversityofPostsandTelecommunicati

3、ons，Beijing，China，100876)Abstract：Thispaperintroducestheworkingandselectionprinciplesofthemultiplexer．Theapplicationofmul·tiplexerisshowedinaDataAcquisitionSystem(DAS)ofaFrettingContactResistanceTestMachine．Theshortageoftllecollectionportsonthecollectioncard，NIPCI62

4、81，hasbeensolvedbyusingmultiplexerandtheamountofthecollectionportshasbeenredueedbythree—quartersoftheoriginal．Atthesametime，theanaountofthewiresWtlgalsoreducedobviously．ThedetailplanoftheDASisprovidedunderthedesignrequirement．Keywords：multiplexerADGSD4，dataacquisiti

5、on，NIPCI6281，fretting1引言多路复用技术最早出现在通信领域，常用的两种方式有频分复用和时分复用。采用这种技术可以使多路信号轮流使用同一个公共的信道，从而节省线路铺设，同时充分利用信道资源。所谓频分复用，就是将传输信号的信道总带宽划分成若干个子频带，收稿日期：2012一ll—12每个频带传输一路信号。各路信号按频率分割的方式共用公共信道。所谓时分复用，就是对于一个周期，将时间按信号数量划分成不同的时隙，每路信号在一个周期中占用固定的时隙。在公共信道上进行扫描，各路信号就按时间分割的方式进行多路传输。现有的微动

6、设备数据采集系统采集八路差分模机电元件2012年拟信号，占用数据采集卡NIPCI6281全部16个模拟输入端口。当需要采集的物理量增多时，在不更换数据采集卡的情况下就需要将数据采集卡的模拟输入端口进行扩展，即端口复用。本系统引入模拟多路复用器，采用时分复用的方法，将多路复用技术用在微动设备数据采集中，在同一数据通道上对不同物理量进行采集，达到了复用数据采集卡模拟输入端口的目的。2模拟多路复用器2．1工作原理模拟多路复用器，又叫多路开关或多路选择器，用于选择地传输模拟信号。其功能是在选择信号的控制下，在多路输入信号中选择一路作为

7、输出。以四通道模拟开关ADG604为例，图1为其功能原理图。输入为4个通道，即Sl、s2、s3和s4，输出为D。由选择控制端A0、A1、EN控制D输出sl到S4中的某一路信号。甜匏∞酗D^D朋EN图1AI)6

8、D4功能原理图EN称为使能端，如表1所示为ADG604真值表。当EN=0时，没有任何一个开关导通，即输出端无信号输出；当EN=1时，输出端输出的信号由A1A0决定。当A1A0分别对应00、01、10、11这4种状态时控制着四个开关中哪路导通。模拟多路复用器的构成单元是CMOS开关，其功能相当于一个单刀单掷的模拟开关，它是

9、由一个PMOS和一个NMOS源级、漏极相联构成的。在实际的开关中，有很多误差源会影响开关的特性，包括漏电流、结电容等等。表1AⅨm真值表2．2选型指标通常在打开一个模拟多路复用器的芯片资料以后都会看到一个参数表格，列出了芯片所有的静态指标和动态指标。所谓静态指标，就是芯片工作