從工業過程控制和測量到高速通信和成像，高效的信號采集是各類應用的基礎，如此寬廣范圍的應用類別，要匹配適當的應用組件，創建一個信號鏈是至關重要的，以便以盡可能低的成本滿足性能要求，但隨著嵌入式傳感器系統（給物聯網提供采集信號）有望大發展，平衡成本與性能也就變得更加重要了。物聯網設備數量預計達上百億，每級信號鏈上節省的資源匯總起來就可以節省驚人的資源。

對設計者來說，要從總體出發，建立一個高效的信號鏈意味著要平衡每個獨立組件規格，在信號鏈的每個階段都要達到目標性能水平。然而有些應用要求設備盡可能高的規格（如圖 1），但是設計者可能經常使用更具成本效益的組件，不過是要在達到性能和功能要求水平后創建完整的信號鏈

圖 1 ：高性能模擬組件，包括模數轉換器和多路復用器，能夠使CERN（歐洲核子研究組織）的LHC（大型量子對撞機）以最可能高的性能來測量磁場區域

在理想情況下，信號采集電路的大多數基本形式是只包含一個組件：模數轉換器（ADC），它將傳感器或其他輸入源輸入的模擬信號轉換為數字信號。然而，對于任何實際應用，現實世界的信號不可能這么簡單，有進一步信號調節的需要，包括信號放大和濾波（如圖 2）。對于使用有源傳感器和額外組件（例如數模轉換器（DAC））的應用，需要在系統前端設置精確的參考電壓和放大器，以便為傳感器提供所要求大小的勵磁電流或者電壓。

圖 2：數據轉換之前，典型的模擬信號鏈需要調節來彌補小信號輸入、信號補償和其他的每個應用特有信號特征

信號調節

通常情況下，傳感器和換能器產生小振幅信號。如果沒有經過放大，這些信號只能滿足ADC全部動態范圍中一部分使用要求，由于ADC有限的分辨率和轉換器量化誤差影響，最有可能導致細節丟失。

因此，設計師通常需要一個模擬前端（AFE）放大器來增加輸入信號的幅度，以符合ADC全部動態范圍需求。同樣重要的是，輸入放大器可以確保傳感器和換能器保持正確加載，同時也可以緩沖負載瞬間變化對前端的影響，當信號采樣時，這種負載瞬變現象會出現在某些類型ADCs的輸入端。

工程師可以找到跨越較寬功能和性能范圍的放大器。盡管通常都是盡可能去找到一種可能具備最高性能的放大器，但是工程師可以通過嚴格的將放大器的規格與輸入信號的特征和要求的輸出分辨率進行比較，然后可以大大降低設計成本。例如，當信號慢速率變化并且在噪聲上保持很好時，采用帶有最快轉換速率和最低噪聲的儀表放大器（IA）則可能白白增加了成本，同樣的，具有最好線性規格的放大器可以簡單的超越ADC，提供足夠精確的結果，雖然有量化誤差，但從總體上看卻符合信號鏈的性能要求。

基于信號特征和應用要求，工程師面臨更嚴格的要求，他們可以選擇各種功能齊全的放大器，例如高精確度的IA、低噪聲的放大器（LNA）和可編程增益放大器（PGA）。不過傳統放大器提供的性能特征適合大多數應用。例如，軌到軌輸入輸出（RRIO）低噪聲放大器如亞德諾半導體公司的AD850x、美信公司的MAX963x和德州儀器公司的OPA320系列在信號采集廣泛的應用中，能夠將動態范圍擴到最大，將噪聲降到最小，是降低成本的選擇。

盡管傳統的單端輸入放大器對很多的應用已經足夠了，但是很多信號采集應用要求差分輸入，并且良好的共模抑制是其關鍵。例如，使用電橋傳感器的應用或者在非常嘈雜環境下工作的設計，要求對放大器的差分輸入具有更高的共模抑制特性。實際上，一些差分放大器例如ADI公司的AD8476和德州儀器公司的THS4531就是為解決差分信號調節要求而專門設計的，包括為簡化ADCs接口而設計的功能。談到ADC接口，亞德諾半導體公司的AD8476內部發現的集成激光微調電阻可以幫助在信號鏈設計中減少組件數量和成本（如圖 3）。

圖 3：差分放大器例如ADI的AD8476帶有集成激光微調電阻，具有按ADC接口要求調整輸出能力，幫助簡化差分輸入要求的信號鏈設計