低漏电多路复用器在高阻抗PLC系统中是否重要？

2020-11-24 10:24:13

一位在领先的可编程逻辑控制器(PLC)制造商工作的年轻工程师充满热情，正在设计一种可以接受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24位-模数转换器(ADS125H02)、5伏参考电压和德州仪器精密放大器(OPA192)。

在选择复用器时，他有三个选择：一个是德州仪器的MUX36D04，两个是其他供应商的复用器(MUX2和MUX3)。除了输入漏电流规格为1 pA、100pA和1 na(典型值为25c)外，每个多路复用器都有类似的规格。

起初，工程师认为三个多路复用器看起来完全相同，并且三个多路复用器中的输入漏电流可以忽略不计。他认为这三者他都可以选择，从他的系统中得到类似的性能。

漏电流：无声抵消失调误差

漏电流是一个重要的参数，因为当开关接通和断开时，它会引起DC误差。多路复用器数据手册有许多与漏电流相关的规格，包括开关闭合或断开时流经源极引脚(IS)或漏极引脚(ID)的漏电流。图2显示了模拟开关的简化模型。

如图2，输出电压VOUT通常连接到运算放大器的同相端，运算放大器具有高阻抗。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。

公式1计算开关闭合时漏电流引起的电压误差：开关断开时，漏电流流经相应的端子(漏极或源极)，并在输出端引入失调误差。

漏电流也随着温度的升高而增大。所有数据表应包括典型的泄漏电流和温度曲线。虽然漏电流量很小，但在处理高输入阻抗传感器时，它是一个非常重要的参数。让我们看看这个参数是如何影响系统性能的。

事实上，漏电流的皮安或毫微安是不同的

大多数传感器的输出电压很低。输入级引入的任何额外失调都会限制ADS125H02可以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，即使几百皮安的输入泄漏也会对测量精度产生显著影响。漏电流随温度变化，表1显示了25和85时失调误差的变化.光学传感器的阻抗也随着光强和环境温度的变化而变化，这不仅会导致失调误差，还会导致线性误差。