關于如何讓多路復用器變得簡單

將多路復用器（或簡稱mux）設計成信號鏈很簡單，對嗎？畢竟，設備只需將多個信號放入數據轉換器。

實際上，復用器可以各種方式顯著影響信號鏈的性能。例如，導通電容可能導致通道之間的串擾。導通電阻的信號和溫度相關變化可能導致信號失真。多路復用器的電容和電阻一起可限制信號帶寬。當多路復用器切換通道并影響輸出處的穩(wěn)定時間時，電荷注入可能引起瞬態(tài)誤差。

為了優(yōu)化信號鏈性能，理解這些示例及多路復用器可影響信號的許多其他方式很重要，特別是因為多路復用器針對不同的性能特性及不同的應用而被優(yōu)化。圖1所示為包含復用器的示例電路，其輸出連接到反相運算放大器（op amp）。

圖1：連接到反相放大器的復用器引起增益誤差

該電路是信號鏈中許多常見的多路復用器配置之一，但正如我們將發(fā)現的，這種設計將導致顯著的信號增益誤差。假設運算放大器是理想選擇（無偏移、偏置電流、輸入/輸出限制等），公式1將信號增益表示為：

由于MUX36S08不是理想的多路復用器，且具有內部電容及125Ω的導通電阻，公式2表示系統(tǒng)的有效增益：

若運算放大器的輸出連接到設計為接收全增益的數據轉換器，則公式2中計算的信號增益將導致重大問題，因為近40%的轉換器范圍將不能使用。該公式甚至不考慮由溫度、信號電壓或施加到電源的電壓變化而產生的導通電阻變化。

圖2所示為MUX36S08的導通電阻曲線之一。您可看到電阻基于溫度及施加的信號（源極或漏極電壓）而改變。改變信號電壓產生的曲線被稱為導通電阻平坦度，其可引入非線性和增益變化。使圖1中的電路具有完整的±18V正弦信號并且溫度從-40℃升至125℃，則多路復用器的導通電阻可在約75Ω到250Ω之間變化，導致-0.44到-0.73的有效增益范圍。

圖2：導通電阻與源極或漏極電壓

幸運的是，您可通過非常簡單的設計預防措施有效地忽略多路復用器的導通電阻。圖3所示為連接到配置為緩沖器的運算放大器的復用器的輸出。運放的高輸入阻抗消除了系統(tǒng)本會遇到的任何增益誤差。

圖3：連接到緩沖器的復用器有效地消除了由復用器導通電阻引起的增益誤差