Prøv og hold enheden

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 20. august 2022; checks kræver 2 redigeringer .

Et sample and hold-kredsløb i elektronik er et kredsløb , der lagrer spændingen ved indgangen på et bestemt tidspunkt. Det er en komponent i de fleste analog-til-digital-konvertere .

Enhed

Sample og hold-enheden har en analog indgang , en analog udgang og en elektronisk nøglekontrolindgang .

Lagringselementet i prøve- og holdeanordningen er en elektrisk kondensator , almindeligvis omtalt som "lagringskondensatoren". En elektronisk nøgle bruges til at genoplade kondensatoren. Isolerede gate felteffekttransistorer bruges almindeligvis som en elektronisk nøgle .

For at sikre høj indgangs- og lav udgangsimpedans anvendes bufferspændingsfølgere med høj indgangsimpedans. Indgangsbufferfølgeren afkobler signalkilden fra holdekondensatoren, og udgangsbufferforstærkeren afkobler kondensatoren fra signalsynken i holdtilstand.

Når nøglen er lukket, genoplades kondensatoren til en ny spændingsværdi - udgangsspændingen for inputfølgeren, praktisk talt op til følgerens fejl, lig med inputsignalet, hvis varigheden af nøglens lukkede tilstand er meget længere end kondensatorens genopladningstidskonstant. Genopladning sker med en tidskonstant : ${\displaystyle \tau _{t))$

\tau _{t}=(r_{o}+r_{søn})\cdot C,

hvor er udgangsimpedansen af inputbufferfølgeren;

{\displaystyle r_{o))

r_{søn}

- modstand af nøglen i åben tilstand;

C

er lagerkondensatorens kapacitans.

I lagertilstand er kontakten åben, og kondensatoren genoplades langsomt gennem kondensatorens dielektriske lækagemodstand , lukket-nøglemodstanden og inputmodstanden for outputbufferfølgeren med en tidskonstant forbundet parallelt : ${\displaystyle r_{l))$ $r_{soff}$ $r_{i}$ $\tau _{h}$

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

hvor

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

For hurtigt at genoplade kondensatoren under prøvetagning er det fordelagtigt at vælge kondensatorens kapacitans så lille som muligt, men på den anden side med en lille kapacitans forringes nøjagtigheden af enheden i lagertilstand, da udgangssignalet langsomt forringes "kryber". For at eliminere denne ulempe tyer de til den serielle forbindelse af 2 lignende sample-and-hold-enheder, hvoraf den første bruges en lavkapacitetskondensator, og i den anden - en stor [1] .

Operationsalgoritme

Sample og hold-enheden kan fungere i en af to tilstande, afhængigt af spændingen ved kontrolindgangen [2] :

sporingstilstand _ _ _
lagertilstand ( eng. hold-tilstand )

I sporingstilstand er outputtet af sample and hold-enheden det samme som inputtet. I lagertilstand er spændingen ved enhedens udgang konstant og lig med spændingen ved enhedens indgang i det øjeblik, den skifter til lagertilstand.

Nogle gange skelnes der mellem et sample and hold-kredsløb og et track and hold-kredsløb . Den eneste forskel mellem dem ligger i anvendelsesmetoden: i det første tilfælde er nøglen lukket i den minimale tid, der er tilstrækkelig til at oplade kondensatoren; i det andet tilfælde er nøglen lukket i ret lang tid [3] .

Ansøgning

For korrekt drift af de fleste analog-til-digitale konverteringskredsløb kræves det, især for seriebalancerede ADC'er , at indgangsspændingen forbliver uændret i en vis tid, kaldet ( konverteringstid ). Da indgangssignalet kan ændre sig i løbet af konverteringstiden, er det fikset ved hjælp af en sample-and-hold-enhed.

Oftest er prøve- og holdenheden integreret på den samme chip med ADC, men der er også specialiserede mikrokredsløb, der udfører denne funktion.

Se også

Switchede kondensatorkredsløb

Noter

↑ Gutnikov V.S. Integreret elektronik i måleapparater / 2. udgave, Revideret. og yderligere .. - L . : Energoatomizdat. Leningrad. afdeling, 1988. - 304 s.
↑ MT-090: Sample and Hold Amplifiers Arkiveret 20. marts 2012 på Wayback Machine på Analog Devices -webstedet .
↑ Anvendelser af monolitiske Sample-and-Hold-forstærkere (link ikke tilgængeligt) .