La mayoría de los ADC que veo están diseñados para un solo sensor de voltaje.
Hm, bueno, eso depende de dónde mires y de lo que mires. Así que diría que la presunción es errónea, en general.
¿Hay ADC multicanal que aceptan 100 o 1000 entradas analógicas y tienen una ventaja sobre la multiplexación? Si es así, ¿cuál es esa ventaja?
Ciertamente, hay sistemas que tienen una gran cantidad de canales ADC coherentes, no necesariamente dentro del mismo chip de silicio, sino que se distribuyen en múltiples IC de ADC sincronizados.
Muy simplemente porque su suposición "Mi canal único es mucho más estrecho de lo que pueden hacer los ADC técnicamente factibles" para otros canales.
Suponga que está haciendo una formación de haz digital con 128 canales de 40 MHz cada uno, investigación típica 5G. ¿Dónde está tu único ADC que puede cubrir ese ancho de banda multiplexando ahora?
El hecho de que existan ADCs que tienen un ancho de banda mucho mayor que su señal no es porque alguien quería hacer cientos de sus señales a la vez, sino porque necesitaban capturar una señal más amplia. Para esa señal más amplia, en el momento en que se desarrolló el ADC que podía cubrir, no existía inherentemente ningún ADC que pudiera hacer múltiplos de ellos. Entonces, tu pregunta parece estar demasiado centrada en tu propio problema, ignorando otras señales que existen.
Entonces, por ejemplo, si desea muestrear a 10 kHz, que es suficiente para situaciones bajo el agua, y tiene una matriz de 100 elementos, solo necesita que el ADC pueda muestrear a 10 kHz * 100 = 1 MHz que un ADC no puede hacer ningún problema.
Bueno, agregue el hecho de que una conmutación también lleva tiempo, por lo que también tendrá distorsiones de señal adicionales.
Observe que si su frecuencia de conmutación es \ $ f_M \ $, su señal invariablemente deberá contener un componente a esa frecuencia, tres veces, cinco, siete, nueve veces ..., porque lo que está haciendo efectivamente toma las señales $ N $ \ $ s_n \ $ y multiplica cada una con una señal rectangular periódica \ $ r (t) \ $ of \ $ \ frac1 {f_M} \ $ ancho, desplazada por su posición individual en la secuencia múltiplex. Entonces, lo que se obtiene como señal de suma al ADC es
$$
s_ \ Sigma (t) = \ sum \ limits_ {n = 0} ^ {N-1} {s_n (t) \ cdot r \ left (t- \ frac n {f_M} \ right)}
$$
que en el dominio de la frecuencia se convierte
$$
S_ \ Sigma (f) = \ sum \ limits_ {n = 0} ^ {N-1} {S_n (f) * \ left (R (f) \ cdot e ^ {j2 \ pi \ frac 2 {f_M} f }\Correcto)}
$$
(\ $ * \ $ es el operador de convolución)
\ $ R (f) = \ mathcal F \ left \ {r (t) \ right \} (f) \ $ se conoce - es un peine de diracs con amplitud descendente, en cada múltiplo impar de \ $ f_M \ $, y la convolución con un peine de diracs conduce a repeticiones espectrales.
Afortunadamente, definimos el ancho de banda de las señales de entrada \ $ b_ {in} \ ll f_M \ $, para que estas repeticiones no se unan entre sí, pero significa que su sistema debe verse como
señales de entrada - > filtre a \ $ b_ {en} \ $ - > múltiplex a la tasa \ $ f_M \ $ - > filtre \ $ \ ge f_M + b_ {in} \ $ - > ADC
La pregunta de qué tan rápido debe ser su ADC es, por lo tanto, respondida por la inclinación de su filtro que se cortará después del mínimo que debe pasar; Por lo general, es más fácil simplemente hacer que su ADC sea un poco más rápido y no usar un filtro analógico demasiado complejo. La primera repetición ocurre en \ $ 3f_M \ $, por lo que efectivamente tiene casi \ $ 2f_M \ $ de la banda de transición máxima (debido a la imperfección del cambio, querría estar muy por debajo de eso).