[发明专利]一种具有串扰消除的多通道模拟模块及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多通道模拟模块设计，更具体地说，涉及一种具有串扰消除的高密度的多通道模拟模块及其控制方法。

背景技术

存在两种现有的方法：

1.采用没有故障保护方案的16通道多路复用器，其缺点是显而易见的，在错误信号连接和EMC(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性)抗扰度方面具有非常差的性能。

2.搜寻和选择没有多路复用器的8通道ADC(analog-to-digital converter，模数转换器)，这个方案将需要许多附加的放大器，这对于PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)空间有限状况是不可能的。而且，其费用也比较高。并且没有用来降低串扰问题的硬件方案。

并且，上述两种方案都没有良好的可扩展性，并且也不易被类似产品重新使用。

发明内容

本发明的另外方面和优点部分将在后面的描述中阐述，还有部分可从描述中明显地看出，或者可以在本发明的实践中得到。

在一种高密度模拟输入模块中，将一种新的技术实现方法用于多通道模块，同时其包含了串扰消除功能。

本发明提供了一种新的方法来实现高密度模拟模块，通过串联多路复用器其具有极大的可扩展性，例如，8通道、10通道......16通道或更多。在这个实现中，提供了一种放电逻辑(discharging logic)来消除通道间的串扰。

对于多通道模拟模块设计，尤其是对于高密度的多通道模拟模块设计，通常将会面临如下不同的困难，诸如，专用多路复用器搜寻、差的可扩展性、令人头痛的串扰消除、EMC鲁棒性等。

在我们的设计中，其目标是设计8通道输入模块，还需要0V信号以及用于校准的基准信号，这意味着多于8通道多路复用器是需要的，但是没有多于8通道的具有故障保护的多路复用器可选，因此，本申请提供一种采用两个串联结构的多路复用器的新的实现。

这种串联结构具有两个显著优点：

-极好的可扩展性；

-简单的放电逻辑设计。

因此，根据本发明的技术方案具有如下优点：

1、在相同产品上使用的极大的可扩展性。

2、更灵活且更容易利用固件配置进行放电以用于串扰消除。

3、在EMC干扰方面更好的性能以及满意的输入阻抗。

本发明提供一种多通道模拟模块，包括：并联的第一至第n多路复用器，第一至第n多路复用器的每个都具有两个以上的数据输入端，用于接收输入数据；第一至第n多路复用器的地址选择码输入端，接收地址选择码以控制从所有数据输入端中选择一路输入数据；和第一至第n多路复用器的n个输出端并联，用于输出所选的一路数据，其中n为自然数；第n+1多路复用器，具有与第一至第n多路复用器的输出端连接的第一输入端；与地信号连接的第二输入端；与基准信号连接的第三输入端；接收地址选择码的地址选择码输入端；以及一输出端；放大器，具有正信号输入端，用于接收来自第n+1多路复用器的输出；以及连接到放大器的输出端的负信号输入端；以及模数转换器，用于对来自放大器的输出进行模-数变换。

本发明还提供一种多通道模拟模块的控制方法，该多通道模拟模块包括并联的第一至第n多路复用器、第n+1多路复用器、放大器和模数转换器，所述第n+1多路复用器具有与第一至第n多路复用器的输出端连接的第一输入端、与地信号连接的第二输入端、与基准信号连接的第三输入端、以及接收地址选择码的地址选择码输入端，所述控制方法包括：a.第n+1多路复用器通过其地址选择码选择第一输入端，多通道模拟模块进入标准采样模式，通过使能控制信号启动第一至第n多路复用器之一来选择一路数据，其中n为自然数；b.对所选择的一路数据执行模-数变换；c.第n+1多路复用器通过其地址选择码选择第二输入端，多通道模拟模块进入放电模式，第一至第n多路复用器被禁止，以对第一多路复用器和第n+1多路复用器之间的第一寄生电容进行放电以及对第n+1多路复用器和放大器之间的第二寄生电容进行放电；d.读取步骤b的模-数变换结果；e.判断是否已经对第一至第n多路复用器中的所有通道的数据执行模-数变换，如果存在尚未变换的通道的数据，则将多通道模拟模块转换成标准采样模式，并通过第一至第n多路复用器之一选择未变换通道中的一路数据并返回步骤b；f.如果不存在未变换的通道的数据，则第n+1多路复用器通过其地址选择码选择第三输入端，第一寄生电容连接到地用于放电，并对多通道模拟模块进行校准。

附图说明