摘要：随着电子信息技术的发展，数据采集与处理变得日益复杂和多样化。在多通道信号同时采集的场合，为了提高系统的效率和节省成本，多路复用模数转换器成为了一项关键技术。

随着电子信息技术的发展，数据采集与处理变得日益复杂和多样化。在多通道信号同时采集的场合，为了提高系统的效率和节省成本，多路复用模数转换器成为了一项关键技术。

一、多路复用模数转换器的基本概念

多路复用模数转换器，简称多路复用ADC，是一种将多个模拟信号依次进行采样、复用后，经过单个模数转换器转换成数字信号的装置。它通过切换多个模拟输入信号，使得单一的ADC能够处理多通道的模拟信号，大大节省了硬件资源。

简而言之，多路复用ADC结合了多路复用电路（MUX）和模数转换器两部分的功能，实现多个模拟信号的快速采样与数字化。

二、多路复用模数转换器的工作原理

多路复用模数转换器的工作流程主要包括以下几个步骤：

1. 输入信号的多路复用

多个模拟输入信号经过多路复用开关（MUX）依次连接到模数转换器的采样保持电路（Sample-and-Hold, S/H）。多路复用开关根据控制信号按顺序依次选择每个输入信号。

2. 信号的采样与保持

在每个输入信号对应的时间段内，模数转换器的采样保持电路将该模拟信号“捕获”并保持其电压值不变，为ADC提供稳定的输入电压。

3. 模数转换（ADC）

静止状态的模拟电压经过模数转换器，将连续模拟信号转换成离散的数字信号。这一步骤由单个ADC完成，每次处理一个信号通道。

4. 信号的切换与采样轮询

当完成一个通道的转换后，多路复用开关切换到下一个通道，重复采样和转换的过程。如此轮询，依次对所有通道进行采样和数字化。

5. 数字输出

所有通道的数字信号被存储或传输到后续的数字处理系统中，供数据分析、存储或控制使用。

三、多路复用模数转换器的结构组成

典型的多路复用ADC结构包括：

多路复用电路（MUX）：控制输入信号的轮询选择。

采样保持电路（S/H）：采样并保持每个通道的模拟电压。

模数转换器（ADC）：完成模拟到数字的转换。

控制逻辑电路：控制多路复用切换和采样时间。

有时，为了提高速度和精度，也会采用同步采样、多路并行ADC等结构，但核心思想仍是以轮询或多通道同时采样的方式实现多路信号的数字化。

四、多路复用模数转换器的主要作用

多路复用ADC在诸多电子系统中发挥着重要作用，尤其是在以下几方面：

1. 提高数据采集效率

多通道信号同时采样极大提升了数据处理的效率，避免了多台ADC的重复投资，有效节省系统空间和成本。

2. 降低硬件成本

相比每个信号通道配备独立ADC，采用多路复用ADC可以显著减少硬件数量，只需一个高性能ADC即可处理多个信号，降低整体系统成本。

3. 广泛应用于测量与控制系统

在温度、压力、应力、声学、图像采集等高通道需求的场合，多路复用ADC可以实现多点传感器的快速、多路信号转换。

4. 便于系统集成

多路复用ADC具有紧凑的结构特性，便于集成到微控制器、DSP、FPGA等系统中，满足自动化和智能化发展的需要。

5. 支持高速连续采样

现代多路复用ADC采用高速采样技术，能实现高速、多通道连续信号转换，满足高速数据采集的需求。

多路复用模数转换器是一项极具实用价值的电子技术，通过结合多路复用电路和单个模数转换器，实现多个模拟信号的高效采样和数字化。它在仪器仪表、多点传感、信号处理、工业自动化等多个领域得到了广泛应用，有效降低了系统成本，提升了采集效率。

来源：维易教育