Vzorek a držení zařízení

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 20. srpna 2022; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Vzorkovací a přidržovací obvod v elektronice je obvod  , který ukládá  napětí na vstupu v určitém časovém okamžiku. Je součástí většiny analogově-digitálních převodníků .

Zařízení

Zařízení pro vzorkování a podržení má analogový vstup, analogový výstup a elektronický klíčový ovládací vstup .

Úložným prvkem ve vzorkovém a ukládacím zařízení je elektrický kondenzátor , běžně označovaný jako "úložný kondenzátor". K dobíjení kondenzátoru se používá elektronický klíč. Tranzistory s izolovaným hradlovým polem se běžně používají jako elektronický klíč .

Pro zajištění vysoké vstupní a nízké výstupní impedance se používají sledovače vyrovnávacího napětí s vysokou vstupní impedancí. Vstupní sledovač odděluje zdroj signálu od přidržovacího kondenzátoru a výstupní vyrovnávací zesilovač odděluje kondenzátor od signálové jímky v přidržovacím režimu.

Když je klíč zavřený, kondenzátor se dobíjí na novou hodnotu napětí - výstupní napětí vstupního sledovače, prakticky až do chyby sledovače, rovné vstupnímu signálu, pokud doba trvání zavřeného stavu klíče je mnohem delší než časová konstanta dobíjení kondenzátoru. Nabíjení probíhá s časovou konstantou :

kde  je výstupní impedance sledovače vstupní vyrovnávací paměti;  - odpor klíče v otevřeném stavu;  je kapacita akumulačního kondenzátoru.

V režimu ukládání je spínač otevřený a kondenzátor se pomalu dobíjí přes svodový odpor dielektrika kondenzátoru, odpor uzavřeného klíče a vstupní odpor sledovače výstupního vyrovnávací paměti s paralelně zapojenou časovou konstantou :

kde

Pro rychlé dobití kondenzátoru při vzorkování je výhodné volit kapacitu kondenzátoru co nejmenší, ale na druhou stranu s malou kapacitou se zhoršuje přesnost zařízení v režimu ukládání, protože výstupní signál pomalu „plíží“. Aby tuto nevýhodu odstranili, uchýlili se k sériovému připojení 2 podobných zařízení typu sample-and-hold, v prvním z nich je použit nízkokapacitní kondenzátor a ve druhém - velký [1] .

Operační algoritmus

Vzorkovací a přidržovací zařízení může pracovat v jednom ze dvou režimů v závislosti na napětí na řídicím vstupu [2] :

V režimu sledování je výstup vzorkovacího a přidržovacího zařízení stejný jako vstup. V režimu úložiště je napětí na výstupu zařízení konstantní a rovné napětí na vstupu zařízení v okamžiku přepnutí do režimu úložiště.

Někdy se rozlišuje obvod vzorkování a  přidržení a obvod sledování a přidržení .  Jediný rozdíl mezi nimi spočívá ve způsobu aplikace: v prvním případě je klíč uzavřen na minimální dobu dostatečnou k nabití kondenzátoru; v druhém případě je klíč zavřený poměrně dlouho [3] .

Aplikace

Pro správnou funkci většiny analogově-digitálních konverzních obvodů je vyžadováno, zejména u sériově vyvážených ADC , aby vstupní napětí zůstalo nezměněno po určitou dobu, nazývanou ( doba konverze ). Vzhledem k tomu, že se vstupní signál může během doby převodu změnit, je fixován pomocí zařízení sample-and-hold.

Nejčastěji je vzorkovací a přidržovací zařízení integrováno na stejném čipu s ADC, ale existují také specializované mikroobvody, které tuto funkci provádějí.

Viz také

Poznámky

  1. Gutnikov V.S. Integrovaná elektronika v měřicích zařízeních / 2. vyd., revidováno. a další .. - L . : Energoatomizdat. Leningrad. oddělení, 1988. - 304 s.
  2. MT-090: Sample and Hold Amplifiers Archived 20. března 2012 na Wayback Machine na webu Analog Devices .
  3. Aplikace monolitických zesilovačů Sample-and-Hold  (odkaz není dostupný) .

Odkazy