SGM48754模拟开关在红外触控扫描阵列多路采样保持电路中的应用
在项目应用中，由于MCU内部AD数量有限，而输入信号通道数又多于AD数量，同时又希望可以同时采集到这些输入信号的变化，此时就会应用采样保持电路。采样保持电路能够跟踪或者保持输入模拟信号的电平值。在理想状况下，当处于采样状态时，采样保持电路的输出信号跟随输入信号变化而变化；当处于保持状态时，采样保持电路的输出信号保持为接到保持命令的瞬间的输入信号电平值。当电路处于采样状态时开关导通，这时电容充电，如果电容值很小，电容可以在很短的时间内完成充放电，这时，输出端输出信号跟随输入信号的变化而变化；当电路处于保持状态时开关断开，这是由于开关断开，以及集成运放的输入端呈高阻状态，电容放电缓慢，由于电容一端接由集成运放构成的信号跟随电路，所以输出信号基本保持为断开瞬间的信号电平值。
图1 采样保持电路原理示意图
在红外触控扫描阵列应用中，为了提高扫描效率接收管会接成6X6阵列，同时接收到的信号会有6路，6路信号同时放大处理，但对于大多数MCU来说，内部只有3个AD，不能同时采集6路数据。所以这里介绍一种低端成本高效的采样保持器的设计，可以同时采集6路数据。如图2 所示为采样保持系统框图。MCU内部具有3路独立的AD，同时仅能采集3路模拟输入信号，在此系统中，我们将6路模拟信号其中的3路直接连到MCU上，另外3路模拟信号通过采样保持电路也连接到MCU上。当系统工作时，MCU中的AD先采集3路直连的模拟信号，在此同时开关控制另外3路模拟信号，使其电平保持在某一值上，当直连的3路模拟信号采集完毕后，通过MCU内部模拟开关的控制即刻切换采集另外3路采样保持的信号。这就完成一次信号采集。
图2 采样保持系统框图
图3 为实际应用时所使用的圣邦微SGM48754模拟开关构成的采样保持电路，SGM48754在5V供电下导通阻抗只有24Ω。漏电流仅有1nA@25℃。高隔离度-80dB，这可以有效防止通道间串扰。图中Signal_1、Signal_2、Signal_3，为输入模拟信号，CY1、CY3、CY4为保持电容。
1、当CS123为高电平时，所有开关导通，输入信号对电容充电，当充满时，AD4、AD5、AD6输出的信号与输入信号Signal_1、Signal_2、Signal_3相同。
2、当CS123为低电平时，所有开关断开，这时电容两端电压为模拟开关断开时的电压值。它通过后面AD采集输入端口对地电阻放电。一般该对地电阻都为高阻抗，所以电容放电缓慢。此时可以采集信号，做后续处理。在高速信号采集电路中，该方法得到普遍应用。
图3采样保持电路应用原理图
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