還有許多器件集成多路復(fù)用器、PGIA和ADC以形成完整的DAQ解決方案。實(shí)例有ADAS3022、ADAS3023和AD7124-8。

這些解決方案的選擇主要取決于輸入信號(hào)源的規(guī)格。AD7124-8針對(duì)需要極高精度的慢速應(yīng)用而設(shè)計(jì)，例如溫度和壓力測(cè)量。ADAS3022和ADAS3023適用于相對(duì)較高帶寬的應(yīng)用，例如過程控制或電力線監(jiān)控，但其功耗高于AD7124-8。

實(shí)現(xiàn)分立PGIA

一些系統(tǒng)可能有一兩個(gè)規(guī)格是上述集成器件無法滿足的。通常，若存在以下要求，則用戶需要利用分立器件構(gòu)建自己的PGIA：

·需要更高帶寬的多路復(fù)用系統(tǒng)，掃描速率非常高

·超低功耗

·系統(tǒng)需要定制的增益或衰減

·高阻抗傳感器的低輸入偏置電流

·極低噪聲

設(shè)計(jì)分立PGIA常用的方法之一是使用具有所需輸入特性的儀表放大器，例如低噪聲AD8421，并搭配一個(gè)多路復(fù)用器來切換增益電阻以改變?cè)鲆妗?/span>

圖1.AD8421和用于切換增益的多路復(fù)用器

在這種配置中，多路復(fù)用器的導(dǎo)通電阻實(shí)際上與增益電阻串聯(lián)。該導(dǎo)通電阻隨漏極上的電壓而改變，這就帶來一個(gè)問題。圖2取自ADG1208數(shù)據(jù)手冊(cè)，展示了這種關(guān)系。

圖2.ADG1208的導(dǎo)通電阻與漏極電壓的關(guān)系

導(dǎo)通電阻和增益電阻的串聯(lián)組合導(dǎo)致增益出現(xiàn)非線性誤差。這意味著增益將隨共模電壓而變化，這是很不好的。例如，AD8421需要1.1 kΩ的增益電阻以獲得10倍增益。對(duì)于ADG1208，當(dāng)源極或漏極電壓改變±15 V時(shí)，導(dǎo)通電阻變化幅度高達(dá)40Ω，由此產(chǎn)生的增益非線性誤差約為3%。若增益更大，該誤差將變得更加明顯，導(dǎo)通電阻甚至可能變得與增益電阻相當(dāng)。

或者，可以使用低導(dǎo)通電阻的多路復(fù)用器來降低這種影響，但相應(yīng)的代價(jià)是輸入電容會(huì)更高。表3通過比較ADG1208和ADG1408說明了這一點(diǎn)。

表3.多路復(fù)用器中導(dǎo)通電阻與電容的權(quán)衡

開關(guān)的輸入電容會(huì)導(dǎo)致圖1所示配置產(chǎn)生另一個(gè)問題，因?yàn)槿魏谓o定三引腳運(yùn)放儀表放大器上的RG引腳都對(duì)電容非常敏感。開關(guān)電容可能導(dǎo)致該電路出現(xiàn)峰化或不穩(wěn)定。更大的問題是RG引腳上的電容不平衡導(dǎo)致交流共模抑制比(CMRR)降低，而CMRR是儀表放大器的一項(xiàng)關(guān)鍵規(guī)格。圖3中的仿真圖顯示了AD8421的增益引腳上使用不同多路復(fù)用器時(shí)CMRR的降低情況。該圖清楚地表明，隨著電容的增加，CMRR降幅更大。