Manufacturing Technology

多个ADC还是多通道ADC？

ADC的工作原理很简单：将输入波形转换为数字近似值。在一些模拟系统中，分配给模拟接口、数字I/O和配置引脚的走线非常多，以至于ADC电路开始看起来很像上图。当您要采集多个模拟信号时，典型的方法是使用多通道ADC，它可以驱动上面显示的密度类型。

另一种方法是使用多个更小的ADC，专用于每个信号或一组信号。尽管许多产品的设计趋势一直朝着增加密度的方向发展，但降低密度和使用多个ADC来采集多个信号也有好处。我们将在本文中概述一些好处。

多通道与多个ADC

许多ADC在其引脚排列中具有多个模拟输入，这允许在单个接口上对多个模拟信号进行采样。另一种方法是使用多个ADC，并在需要时尝试同步它们的数据流。下表概述了设计人员可以使用这两种方法在他们的系统中期待什么。

当使用多个ADC时，有一些优势源于多个ADC的优势

可配置性——使用多个ADC的最重要优势是它们的可配置性。每个ADC都可以完全独立配置，这涵盖了信号采集之前模拟前端的信号调节。这意味着设计人员可以轻松设置多个独立的参考、增益值、动态范围值和过滤策略来消除或控制噪声。

同步——如果需要，这些组件可以不强制执行同步，即完全异步采样。这消除了系统时钟分配的需要，如果PCB周围分布着许多ADC ，这可能会导致时钟布线困难。如果系统的处理器是系统时钟发生器，那么它可用于同步多个ADC，基本上模仿多通道ADC中的同步采样。

热控制——所有ADC的工作特性都会出现一些热漂移，尤其是当它们使用内部精密基准时。使用单独的ADC可以根据需要将更高精度的参考应用于有问题的 ADC。还可以针对具有不同冷却策略的不同ADC，而不是过度设计系统级冷却方法。

多通道ADC的优势

多通道ADC有一些重要的优势，这些优势使这些组件成为连接多个模拟信号时的标准方法。

定时——可以使用多通道ADC实现的定时机制很简单。两个标准选项是同时采样，其中所有通道同时采样，或交错，其中通道连续采样。由于需要精确相位匹配的系统时钟分配，交错采样相对难以在多个ADC中实现，并且在多通道ADC中这样做基本上没有意义。

相似的信号——可能最大的优势是当系统需要获取具有相同特征的信号时，这些组件可以有一个非常简单的实现。例如，当对具有相似增益、RMS噪声、频率内容/带宽、动态范围和所需分辨率的多个信号进行采样时，可以轻松放置和配置这些组件。

多通道ADC的缺点与串扰和可配置性有关。关于串扰，多通道ADC上的模拟接口往往排列在组件的同一侧；结果是高频信号在同步采样期间很容易相互干扰。

关于可配置性，多通道ADC可能无法跨所有通道独立提供不同的参考、增益、分辨率或采样率配置。这意味着如果要对明显不同的信号进行采样，则需要更复杂的组件。然后，配置困难也归咎于系统固件开发人员，他们必须实施一个配置例程来独立跟踪每个通道。

概括

总而言之，在多个实例中，多个ADC优于多通道ADC。

1.需要异步采样

2.信号具有不同的噪声电平和由此产生的量化误差

3.外部同步需要极高的采样率

如果您想使用多通道ADC通过相同组件采集不同类型的信号，您需要围绕多通道ADC构建的电路可能会变得非常复杂。为多通道ADC制作支持电路仍然无法缓解相关的噪声、串扰和热挑战，尽管它确实使系统尺寸保持较小。当您需要设计用于信号采集的模拟接口时，请考虑所有这些要点。