原標題：低漏電多路復用器在高阻抗PLC系統中是否重要？

一、高阻抗PLC系統的核心挑戰

1. 信號靈敏度與干擾風險

• 高阻抗特性：PLC（可編程邏輯控制器）系統中的傳感器（如溫度、壓力、光電傳感器）通常具有高輸入阻抗（>1MΩ），以減少對被測信號的負載效應。

• 微弱信號傳輸：高阻抗節點易受漏電流、寄生電容及電磁干擾（EMI）影響，導致信號失真或噪聲疊加。

2. 典型應用場景

• 工業自動化：微電流傳感器（如pH電極、氣體傳感器）輸出信號<1μA，需低漏電通道隔離；

• 醫療設備：EEG/ECG信號采集（μV級電壓）需極低漏電（<1nA）以避免患者安全風險；

• 精密測量：半導體參數測試（如漏電流測試）需通道間漏電<1pA。

二、低漏電多路復用器的關鍵作用

1. 信號完整性保障

• 抑制漏電流干擾：高阻抗節點對漏電流敏感，低漏電復用器（如漏電<10pA）可避免信號偏移（例如，10pA漏電在1MΩ阻抗上產生10mV壓降，可能淹沒μV級信號）。

• 降低通道間串擾：低漏電設計減少相鄰通道的電荷耦合，提升多通道同步采集精度。

2. 系統穩定性提升

• 抗環境干擾：在潮濕、粉塵等惡劣環境中，低漏電復用器（如采用SiO?/Si?N?絕緣層）可抑制表面漏電，避免誤觸發。

• 延長傳感器壽命：減少對傳感器的寄生電流，降低電極極化風險（如pH電極需<1nA漏電以維持測量精度）。

3. 能效與成本優化

• 降低功耗：低漏電設計減少信號調理電路的偏置電流需求，延長電池供電設備續航（如無線傳感器節點）。

• 簡化校準流程：減少因漏電導致的零點漂移，降低系統校準頻率與維護成本。

三、低漏電復用器的技術指標與選型建議

1. 核心參數對比

   
   

   參數	低漏電復用器要求	典型值（優質器件）	影響分析
   漏電流（I_leak）	<10pA（關鍵指標）	1pA@25℃（如ADG5412F）	直接影響信號偏移量
   絕緣電阻（R_iso）	>1012Ω	101?Ω（如MAX4619）	決定抗濕氣與污染能力
   導通電阻（R_on）	<100Ω（平衡功耗與速度）	50Ω@±15V（如ADG1419）	影響信號衰減與帶寬
   電荷注入（Q_inj）	<1pC（高速切換時關鍵）	0.5pC（如DG444）	減少采樣瞬態干擾

   
   

2. 選型關鍵點

• 工藝選擇：CMOS工藝（如ADI的iCMOS）漏電優于JFET/BiCMOS，但需權衡導通電阻；

• 封裝設計：陶瓷封裝（如LFCSP）比塑料封裝（QFN）更防潮，適合工業環境；

• 溫度補償：選擇漏電溫度系數低的器件（如TI的TS5A23157，漏電漂移<0.5pA/℃）。

四、低漏電復用器在高阻抗PLC系統中的實際應用案例

1. 案例1：工業溫度監測系統

• 場景：使用熱電偶（阻抗>10MΩ）監測高溫爐溫度，信號經多路復用器接入ADC。

• 問題：普通復用器漏電達1nA，導致溫度測量誤差>5℃（熱電偶靈敏度40μV/℃）。

• 解決方案：采用ADG5412F（漏電<1pA），誤差降至<0.1℃。

2. 案例2：醫療ECG設備

• 場景：12導聯ECG信號采集，需同時切換多個高阻抗電極（阻抗>100MΩ）。

• 問題：通道間漏電導致基線漂移，影響心律失常檢測。

• 解決方案：使用MAX4619（漏電<0.5pA，絕緣電阻>101?Ω），基線穩定性提升10倍。

3. 案例3：半導體測試系統

• 場景：測試MOSFET柵極漏電流（pA級），需多路復用器漏電<1pA。

• 問題：普通復用器漏電掩蓋待測信號，無法通過JEDEC標準（IDSS<100pA）。

• 解決方案：采用DG444（漏電<0.5pA，電荷注入<1pC），測試通過率從60%提升至99%。

五、低漏電復用器的替代方案與局限性

1. 替代方案對比

   
   

   方案	優點	缺點	適用場景
   繼電器復用器	漏電<1fA，絕緣電阻高	體積大、壽命短（<10?次）	極端低漏電需求（如核物理）
   光耦隔離復用器	電氣隔離，抗干擾強	帶寬低（<1MHz），成本高	高壓/危險環境隔離
   低漏電CMOS復用器	體積小、速度快、成本低	漏電隨溫度升高（需補償）	通用高阻抗信號切換

1. 局限性分析

• 溫度依賴性：漏電隨溫度指數上升（如25℃時1pA，125℃時可能達100pA），需溫度補償電路；

• 電壓依賴性：高共模電壓下漏電增加（如±15V供電時漏電比±5V高10倍），需優化供電設計。

六、總結：低漏電多路復用器的不可替代性

1. 核心結論

• 高阻抗系統的剛需：在μA級以下信號傳輸中，低漏電復用器是保障精度的唯一選擇；

• 性能與成本的平衡：相比繼電器或光耦，CMOS低漏電復用器在體積、速度、成本上更具優勢。

2. 應用建議

• 工業PLC：優先選擇漏電<10pA、絕緣電阻>1012Ω的器件（如ADG5412F）；

• 醫療/精密測量：要求漏電<1pA、溫度系數<0.5pA/℃（如MAX4619）；

• 極端環境：結合繼電器或光耦實現冗余隔離。

3. 未來趨勢

• 新材料應用：如SiC/GaN基復用器，進一步提升耐壓與漏電性能；

• 智能補償技術：集成溫度傳感器與數字校準算法，動態修正漏電漂移。

一句話總結：低漏電多路復用器通過抑制微弱信號干擾、提升系統穩定性與能效，成為高阻抗PLC系統的核心組件，其選型需綜合漏電、絕緣、溫度穩定性等指標，直接決定信號采集的精度與可靠性。