引言
如果要设计一种负责测量多个模拟电压(但不是所有同时测量)的系统，可以通过把测量结果多路复用为单个输出信号来简化下游电路，随后采用共享组件对原始电压电平进行串行处理和数字化。这么做的好处是信号链路组件的数目和尺寸将比采用"按每个通道进行设计"时所需的小得多。正确地实现一种多路复用解决方案需要注意几个细节，特别是假如您希望在通道之间实现快速切换、进行准确的测量和保持低功耗。
快速响应
多路复用增加了组合信号的频率含量，这是因为当每次多工器切换通道，多路转换信号都将改变数值。即使输入信号并没有快速地变化，多路转换信号也会快速改变，因此位于多工器之后的任何电路都必须对这些转换做出快速响应。例如，倘若输出信号在读取下一个通道之前未完全稳定至目标准确度，则某个给定通道的测量值会取决于前一个通道的数值，这相当于通道至通道串扰。
由于多工器的导通电阻不是零，因此常常需要采用一个运放来缓冲输出。图1示出了一款多路转换的电路，其在MUX之前给每个通道布设一个运放，而在MUX之后则安置一个共享运放。这里我们考虑的是下游共享运放的性能。
高精度运放能在低功率实现快速多路复用
图1：多路转换的系统。位于输入端的LT6011缓冲器具有高输入阻抗。位于MUX之后的LT6020能在MUX改变通道时快速转换。LT6020特殊的输入电路可避免在MUX输入端上出现电压毛刺
具有低功耗的运放之速度往往很慢。特别地，运放的摆率通常与运放的电源电流紧密相关。这是因为可用于给内部
电容器充电的电流占运放总电源电流的一个固定比例。
另一方面，LT6020运放的摆率要比您依据其低电源电流所预计的高得多。该器件实现这一非凡功能的方法是根据输入阶跃的大小来调节摆率，因此大输入阶跃和小输入阶跃的处理速度一样快。
图2a和2b比较了LT6020和一款具有相似功耗的传统运放对于瞬态阶跃响应的影响。对于传统的运放，大信号响应比小信号响应慢得多。然而LT6020对一个10V阶跃和一个±200mV阶跃的响应一样干净。由于具有这种快速转换和迅速稳定至一个新数值的能力，加上仍然仅吸收100μA的电源电流，因而使得LT6020成为布设在多工器之后的缓冲器之上佳选择。
高精度运放能在低功率实现快速多路复用
图2a：对于小的输出信号，LT6020的运作情况与具有相同功率级别的其他运放相似。响应受增益带宽的支配。
高精度运放能在低功率实现快速多路复用
图2b：对于大的输出信号，与功率级别相似的其他运放相比，LT6020维持了信号保真度。响应受摆率的支配。
高精度运放能在低功率实现快速多路复用
图3a：一旦控制信号(上方扫迹)改变MUX通道，LT6020输出(下方扫迹)将从前一个通道上的电压转换至下一个通道。中间的扫迹显示的是至多工器的输入，其几乎没有电压毛刺。
图3b：与图3a相同的配置，但是在多工器之后布设了一个传统运放(LT6011)。至多工器之输入上的信号(中间扫迹)表明：由于有电流流过多工器并进入运放的保护
二极管，因此出现了明显的毛刺。
避免毛刺
即使安放在多工器之后的运放足够快，但还有另一个重要细节常常被忽视。大多数高精度运放都具有跨接在输入级两端的内部保护二极管，旨在避免给输入级上敏感的双极
晶体管施加反向偏置。当多工器从一个通道切换至下一个通道时，一个终端上的输入电压快速改变，而输出(因此包括反馈节点)则尚未改变。这将导致一个大的电流尖峰流过内部保护二极管。这个电流来自哪里呢?其一定来自于连接至多工器之输入的电路。如果该电路为高阻抗，或者速度缓慢，那么此电流尖峰将引起一个电压毛刺。系统的输出随后将试图跟随该输入电压毛刺，所以直到此电压毛刺自行化解之后输出才能准确地稳定。
LT6020运放提供了一款针对该问题的独特解决方案。其输入器件不仅非常准确，而且具备足够的坚固性以容许超过5V的反向偏置。于是，负责保护输入的是一对背对背
齐纳二极管，而不是内部保护二极管。因此，对于5V或以下的输入阶跃，不会出现电流尖峰。如图3a和3b所示，LT6020运放在
传感器的输出上几乎未引起电压毛刺，而传统的高精度运放(以LT6011为例)则会引起一个大的电压毛刺。
结论
把高精度信号正确地多路复用为一个输出信号需要谨慎地关注细节。LT6020利用一组独特的特性简化了多路复用解决方案的设计。例如，其摆率与处于这种低电源电流水平的其他运放相比要快得多，从而使之能够对通道变化做出快速响应。另外，其独特的输入保护方案还可避免出现电流尖峰，而当采用传统的高精度运放时，这种电流尖峰将在通道切换期间引起上游干扰。
