多通道数据采集通道间信号串扰的原因和解决方案
来源: | 作者:JYTEK | 发布时间: 2022-12-02 | 3871 次浏览 | 分享到:

关键词:数据采集、通道切换扫描


1.发现问题

在数据采集时,有时会遇到这种情况:扫描多个通道时,未连接信号的通道会扫描到与先前通道同样的信号,产生“重影”的现象。


2.问题描述

在A/D转换器(ADC)和实际输入通道之间存在一个放大器,一些采样保持电路和一个模拟的多路选择器。

模拟多路选择器并不是一个理想的导体,当从一个通道切换到另一个通道时,它的电容必然会充电或放电到一个新的电平。

当通道未连接信号时,处于浮动状态。

当模拟多路选择器从一个通道切换到一个未连接信号的通道时,寄生电容会仍然充电并保持先前通道的电平。未连接信号的通道并没有给电容提供一个可以放电的地回路,所以电容会保持先前通道已充好的电荷。采样保持电路会对通道电压进行采样,然后由ADC进行转换,但是该通道上的电压是因寄生电容充电而产生的电压,所以会读到一个与前次非常相近的电压值而不是0V。当扫描多个通道时,这种情况被称为重像电压或影子电压。

从一个未连接信号的通道进行采样可能会导致放大器饱和,读取下个信号时(可能是需要读取的信号)需要更多时间等待放大器从饱和状态恢复为放大状态。这可能会使得想测量信号的输入通道设置时间不足,由此导致读到错误的数据。

当从一个未连接信号的通道切换到另一个未连接信号的通道,不同数量的注入电流会导致充电电荷有轻微增加。如果连续对一个未连接信号的通道进行采样,则将会读到一个近似于电源电压的数值。



3.解决方案

基于上述原因,在数据采集时,需要避免对未连接信号的通道进行采样。可以采用下面两种方法对未连接信号的通道进行处理:

方法一:将输入通道短接使其接地

方法二:接一个上拉或下拉电阻