一种抑制多路选择器通道切换输出信号波动装置

摘要

本发明公开了一种抑制多路选择器通道切换输出信号波动装置，包括：若干路输入通道，每路输入通道分别连接一第一运算放大器；多路选择器，其输入端连接于每个第一运算放大器；模数转换器，其输入端通过第二运算放大器连接于多路选择器输出端；所述的每个第一运算放大器输出端还连接一接地电容。

说明书

技术领域

本发明涉及航天器多路信号高精度数据采集转换应用场合，特别涉及一种抑制多路选择器通道切换输出信号波动装置。

背景技术

多路选择器是一种多路输入一路输出的一种集成芯片。主要用于多路信号传输的应用场合，如多路数字信号或者多路模拟信号。多路选择器在信号传输过程中，可以根据需要将输入端的多路信号依次选择导通，然后分时输出用于后级电路的采集或者数据转换。一般常用的多路选择器有4选1、8选1或者16选1等不同规格。

航天器上需要采集转换的信号非常多，即涉及模拟信号也涉及数字信号。但由于航天器体积限制，信号采集和转换电路空间有限，不可能对每一路信号单独进行模数转换采集。使用多路选择器可以有效解决数据采集转电路的数量，减少硬件成本和体积。但多路选择器使用时，由于电路传输路径上存在寄生电容或者滤波电容使用不当，在不同输入通道进行信号切换时，输出端信号会波动。这种由于通道切换导致的输出端信号波动会影响后级电路采集或者转换数据的稳定性，最终影响航天器可靠稳定运行。因此，在航天器高精度信号采集转换要求较高的场合，需要对这种波动进行处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种抑制多路选择器通道切换输出信号波动装置，可有效解决由于通道切换引起的输出信号波动问题，提高信号采集和转换精度。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种抑制多路选择器通道切换输出信号波动装置，其特点是，包括：

若干路输入通道，每路输入通道分别连接一第一运算放大器；

多路选择器，其输入端连接于每个第一运算放大器；

模数转换器，其输入端通过第二运算放大器连接于多路选择器输出端；

所述的每个第一运算放大器输出端还连接一接地电容。

所述的输入通道提供一输入信号，经过第一运算放大器进行信号跟随，运放跟随后的输入信号经过一接地电容再送入到多路选择器。

当需要对输入通道进行切换时，所述的接地电容可以提供瞬时充放电能量

所述的接地电容容量为0.47uF～10uF。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

在多路选择器输入及输出均使用运放进行跟随，可避免前后级调理电路对信号分压影响信号真实精度。同时在多路选择器每一个输入端增加一个电容，可有效解决多路选择器输出信号波动问题。电路实现简单，抑制信号波动效果明显，适用于大多数航天器应用场合。

附图说明

图1为本发明一种抑制多路选择器通道切换输出信号波动装置的电路图；

图2a为实施本发明前的效果图；

图2b为实施本发明后的效果图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种抑制多路选择器通道切换输出信号波动装置，包括：若干路输入通道，每路输入通道分别连接一第一运算放大器；多路选择器，其输入端连接于每个第一运算放大器OP；模数转换器AD，其输入端通过第二运算放大器连接于多路选择器输出端；所述的每个第一运算放大器输出端还连接一接地电容。所述的输入通道提供一输入信号，经过第一运算放大器进行信号跟随，运放跟随后的输入信号经过一接地电容再送入到多路选择器。当需要对输入通道进行切换时，所述的接地电容可以提供瞬时充放电能量，所述的接地电容容量为0.47uF～10uF。

进一步地，多路信号在输入到多路选择器输入时使用运算放大器进行跟随，以降低信号输入到多路选择器的阻抗，可减小前级调理电路分压影响信号精度，同时避免过大的输入电阻与电容构成缓慢充电电路，影响信号采集带宽。当进行通道切换时，由于不同通道之间存在电势差，通道切换后必然会导致对电容进行充放电；同时由于通道切换速度较快，多路选择器输入端瞬时无法提供足够的能量，导致电容瞬时充放电时输出端信号波动。为了解决此问题，在多路选择器每个通道输入端分别增加一个容量相对较大的电容。在进行某一路通道切换时，其他未切换通道输入电容进行充电储备足够的能量；当进行通道切换时，即使前后两个通道之间存在电势差，在对电容进行充放电时，输入端的大电容可以提供足够能量，能够抑制输出信号的波动，从而提高后级采集或者转换电路的信号精度。另外，多路选择器输出信号需要经过运放进行跟随，跟随后的信号再送入模数转换芯片AD进行转换，这样可以降低信号输入到AD的阻抗，提高信号采集的精度。

具体地，以4路输入通道和一个多路选择器为例，输入通道共有四路，分别为X1、X2、X3和X4。输出通道有一路为Y。输入信号X1、X2、X3和X4分别经过一第一运算放大器OP进行信号跟随。第一运算放大器OP输出后分别对地增加一个电容，容值范围建议0.47uF～10uF之间。在进行通道切换时，输入端的大电容可以提供瞬时充放电能量，保证输出信号的稳定性。在多路选择器输出端Y使用第二运算放大器OP进行输出信号的跟随。跟随后的信号再送入模数转换芯片AD进行信号采集转换。实施前后，多路选择器输出信号波动抑制效果比对情况见图2a和图2b。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。