Dispozitiv de eșantionare și ținere

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 20 august 2022; verificările necesită 2 modificări .

Un circuit de eșantionare și reținere în electronică este un circuit care stochează tensiunea la intrare la un anumit moment în timp . Este o componentă a majorității convertoarelor analog-digitale .

Dispozitiv

Dispozitivul de eșantionare și reținere are o intrare analogică, o ieșire analogică și o intrare de control electronică a tastelor .

Elementul de stocare din dispozitivul de eșantionare și reținere este un condensator electric , denumit în mod obișnuit „condensator de stocare”. O cheie electronică este folosită pentru a reîncărca condensatorul. Tranzistoarele cu efect de câmp cu poartă izolată sunt utilizate în mod obișnuit ca cheie electronică .

Pentru a asigura o impedanță ridicată de intrare și de ieșire scăzută , sunt utilizate adepți de tensiune tampon cu impedanță de intrare mare. Elementul de urmărire a tamponului de intrare decuplează sursa de semnal de condensatorul de reținere, iar amplificatorul de tampon de ieșire decuplează condensatorul de receptorul de semnal în modul de reținere.

Când cheia este închisă, condensatorul este reîncărcat la o nouă valoare a tensiunii - tensiunea de ieșire a urmăritorului de intrare, practic, până la eroarea adeptului, egală cu semnalul de intrare, dacă durata stării închise a cheii este mult mai lungă decât constanta de timp de reîncărcare a condensatorului. Reîncărcarea are loc cu o constantă de timp : $\tau _{t)$

\tau _{t}=(r_{o}+r_{fiu})\cdot C,

unde este impedanța de ieșire a adeptei tamponului de intrare;

r_{o)

r_{fiu}

- rezistenta cheii in stare deschisa;

C

este capacitatea condensatorului de stocare.

În modul de stocare, comutatorul este deschis și condensatorul este reîncărcat lent prin rezistența de scurgere dielectrică a condensatorului , rezistența la cheie închisă și rezistența de intrare a adeptei tampon de ieșire cu o constantă de timp conectată în paralel : $r_{l)$ $r_{soff}$ $r_{i}$ $\tau _{h}$

\tau _{h}=(r_{l}||r_{soff}||r_{i})\cdot C,

Unde

r_{l}||r_{soff}||r_{i}=1/(1/r_{l}+1/r_{soff}+1/r_{i}).

Pentru a reîncărca rapid condensatorul în timpul eșantionării, este avantajos să alegeți capacitatea condensatorului cât mai mică posibil, dar, pe de altă parte, cu o capacitate mică, precizia dispozitivului în modul de stocare se deteriorează, deoarece semnalul de ieșire este lent. „se târăște”. Pentru a elimina acest dezavantaj, ei recurg la conexiunea în serie a 2 dispozitive similare de eșantionare și reținere, în primul dintre care se folosește un condensator de capacitate mică, iar în al doilea - unul mare [1] .

Algoritm de operare

Dispozitivul de prelevare și reținere poate funcționa în unul dintre cele două moduri, în funcție de tensiunea de la intrarea de control [2] :

modul de urmărire _ _
modul de stocare (de exemplu , modul hold )

În modul de urmărire, ieșirea dispozitivului de eșantionare și reținere este aceeași cu cea de intrare. În modul de stocare, tensiunea la ieșirea dispozitivului este constantă și egală cu tensiunea de la intrarea dispozitivului în momentul în care trece în modul de stocare.

Uneori se face o distincție între un circuit de eșantionare și reținere și un circuit de urmărire și reținere . Singura diferență dintre ele constă în metoda de aplicare: în primul caz, cheia este închisă pentru un timp minim suficient pentru a încărca condensatorul; în al doilea caz, cheia este închisă destul de mult timp [3] .

Aplicație

Pentru funcționarea corectă a majorității circuitelor de conversie analog-digital, este necesar, în special pentru ADC-urile echilibrate în serie , ca tensiunea de intrare să rămână neschimbată pentru un anumit timp, numit ( timp de conversie ). Deoarece semnalul de intrare se poate modifica în timpul conversiei, acesta este fixat folosind un dispozitiv de eșantionare și menținere.

Cel mai adesea, dispozitivul de prelevare și menținere este integrat pe același cip cu ADC-ul, dar există și microcircuite specializate care îndeplinesc această funcție.

Vezi și

Circuite de condensatoare comutate

Note

↑ Gutnikov V.S. Electronica integrată în aparatele de măsură / Ed. a II-a, revizuită. si suplimentare .. - L . : Energoatomizdat. Leningrad. catedra, 1988. - 304 p.
↑ MT-090: Sample and Hold Amplifiers Arhivat 20 martie 2012 la Wayback Machine de pe site-ul Analog Devices .
↑ Aplicații ale amplificatoarelor monolitice Sample-and-Hold (link nu este disponibil) .