¿La demultiplexación por división de tiempo analógica necesita alguna muestra y retención adicionales?

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Resumen general rápido: en la multiplexación por división de tiempo analógica, después de combinar varias señales continuas en una sola línea, ¿generalmente necesita usar alguna forma de muestra y retener para reconstruir las señales continuas en el lado de salida de demux? ¿O los mux IC hacen esto automáticamente?

Mi aplicación específica: estoy recolectando 256 señales de voltaje de pequeños cables incrustados en el tejido cerebral, y finalmente los colecciono en una tarjeta DAQ y hago un análisis en línea. El multiplexor (tal vez ADG1606 en ambos lados, mux y demux) está diseñado para reducir el conteo de cables en el largo y costoso paquete de cables que conecta los búferes de señal en la cabeza con el resto del hardware de amplificación y digitalización (ver figura Espero que el tamaño sea apropiado). De las respuestas que he recibido hasta ahora, dibujé lo que parece ser la idea general necesaria, y me pregunto acerca de las especificaciones y las limitaciones imprevistas.

Para la muestra y retención, estoy considerando esta configuración , excepto que la velocidad de caída (2 mV / ms) y el tiempo de muestreo (3 ms) parecen ser malos para mi aplicación. Maxim parece ofrecer paquetes SH económicos con mejores especificaciones (DS1843 DS), ¿recomendaría usarlos en lugar de hacer etapas SH desde opamps e interruptores como lo describe el tutorial?

¿Tengo razón al imaginar que los circuitos de SH independientes sincronizados con la temporización mux reconstruirán la señal pre-multiplexada independiente original (al menos las partes de baja frecuencia que me importan - 0.1Hz a 9kHz)? ¿O la conmutación SH introduce periodos de datos de salida corruptos?

¿Puedo omitir mi último paso de amplificación 5000x (256 canales) amplificando 5000x las 8 líneas de mux justo antes del demux? Esto me ahorraría algo de espacio y dinero.

¿Y, necesito filtrar paso bajo la señal del cerebro ANTES de que llegue al mux? No he hecho esto en mi configuración actual (que no tiene ningún mux), pero con mux creo que debo preocuparme por el aliasing.

Es posible que puedas decir que soy nuevo en esto, ¡así que las pistas que pueden parecerte obvias aún son muy apreciadas!

Diagrama de configuración de grabación aquí y más abajo

    
pregunta ImAlsoGreg

2 respuestas

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Si va a seguir utilizando 256 amplificadores, ADC, etc., necesitará una muestra y una retención que se activarán cada vez que active el canal mux. Una cosa a la que deberás prestar atención es la tasa de caída de la SH.

Como alternativa, ahora puede salirse con un solo amplificador, ADC, etc. para cada grupo de 4 o 16 canales. Sabría qué canal se estaba muestreando porque está manejando el mux para seleccionar el canal adecuado. Esto reduciría enormemente la complejidad del sistema si pudiera hacerlo.

Tenga en cuenta que para cualquiera de estas configuraciones, ahora tendrá que enviar varias señales a su mux para seleccionar el canal adecuado. Esto significa que necesitará algún dispositivo para manejar la secuenciación, y este dispositivo también podría usarse para manejar la activación del amplificador SH o el ADC por bloque.

    
respondido por el tallganglyguy
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Algunos comentarios:

  • Realmente quiere hacer su amplificación antes pasando por los MUXes. Cada mux introducirá algunas resistencias en serie, además de causar pequeños picos cuando cambie (consulte la hoja de datos, que se describe como "Inyección de carga"). Además, el mux tiene cierta distorsión, así como no linealidades.
    Básicamente, usted desea una señal lo más grande posible, para reducir la contribución de los multiplexores.

  • ¿Por qué estás demuxing en absoluto? La mayoría de los sistemas DAQ de NI tienen su frecuencia de muestreo descrita como "Agregado", lo que significa que internamente, tienen un solo canal ADC y un montón de muxes. Como tal, el DAQ cambia el ADC entre canales muy rápidamente, para muestrear múltiples canales.
    Si tiene un sistema de adquisición de datos en el que la frecuencia de muestreo disminuye a medida que usa más canales, es probable que ya esté multiplexado internamente. La única ventaja que puedo ver en la demuxación antes de ingresar al DAQ es que le permite colocar los filtros allí, en lugar de al preamplificador. Por otro lado, un filtro simple de 3 o 6 dB por octava es muy compacto, por lo que debería ser bastante simple ponerlo al final del preamplificador.

Si tiene cables largos (y lo tiene), debería realmente considerar el uso de señalización diferencial. Con los niveles de señal con los que está trabajando, tendrá problemas de captación de EM si usa señalización de terminación única, especialmente si no amplifica las señales antes de enviarlas a través del cable.

Además, el blindaje del cable de 3 m es una necesidad.

    
respondido por el Connor Wolf

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