问题:
答案:
为了实现高精度传感器测量动态范围的最大化,可能需要使用可编程增益仪表放大器(PGIA)。由于大多数仪表放大器使用外部增益电阻(RG)来设置增益,似乎通过一组多路复用增益电阻就可以实现所需的可编程增益。虽然这是可能的,但在以这种方式将固态多路复用器施加于系统之前需要考虑三个主要问题:电源与信号电压的限制、开关电容和导通电阻。
保持在信号电压范围内
固态CMOS开关需电源供电。源电压或漏极电压超过电源电压时,故障电流流过,会导致输出不正确。每个电阻RG引脚的电压通常处于二极管相应输入端的压降范围内;因此,该开关的信号电压范围须大于仪表放大器的输入范围。
考虑电容
该开关电容类似于将电容悬于其中一个RG引脚上,并保持另一个RG引脚不变。足够大的电容可能导致峰化或不稳定,但更容易被忽视的问题是对共模抑制比的影响。在电路板布局中,接地层一般从RG引脚下方移除,因为小于1pF的电容不平衡会大大降低ACCMRR。开关电容可为几十pF,会导致较大误差。以具有完美CMRR的仪表放大器为简单示例,不存在RG,仅在一个RG引脚上存在电容,由电容引起的CMRR的估算如下:
例如,如果内部反馈电阻RF=25kΩ,CRG=10pF,则10kHz时的CMRR仅为36dB。这表明需要使用低电容开关或平衡开关架构,如图2所示的SPST开关。