Prova och håll enheten

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 20 augusti 2022; kontroller kräver 2 redigeringar .

En samplings- och hållkrets inom elektronik är en krets som lagrar spänningen vid ingången vid en viss tidpunkt. Det är en komponent i de flesta analog-till-digital-omvandlare .

Enhet

Samplings- och hållenheten har en analog ingång, en analog utgång och en kontrollingång för elektronisk nyckelkontroll .

Lagringselementet i samplings- och hållanordningen är en elektrisk kondensator , vanligen kallad "lagringskondensatorn". En elektronisk nyckel används för att ladda kondensatorn. Fälteffekttransistorer med isolerad grind används vanligtvis som en elektronisk nyckel .

För att säkerställa hög ingångs- och låg utgångsimpedans används buffertspänningsföljare med hög ingångsimpedans. Ingångsbuffertföljaren kopplar bort signalkällan från hållkondensatorn, och utgångsbuffertförstärkaren kopplar bort kondensatorn från signalsänkan i hållläge.

När nyckeln är stängd laddas kondensatorn om till ett nytt spänningsvärde - utspänningen från ingångsföljaren, praktiskt taget, upp till felet hos följaren, lika med ingångssignalen, om varaktigheten av nyckelns stängda tillstånd är mycket längre än kondensatorns laddningstidskonstant. Omladdning sker med en tidskonstant : ${\displaystyle \tau _{t))$

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

där är utgångsimpedansen för ingångsbuffertföljaren;

{\displaystyle r_{o))

r_{son}

- nyckelns motstånd i öppet tillstånd;

C

är lagringskondensatorns kapacitans.

I lagringsläge är omkopplaren öppen och kondensatorn laddas långsamt upp genom kondensatorns dielektriska läckresistans , resistansen med sluten nyckel och ingångsresistansen för utgångsbuffertföljaren med en tidskonstant kopplad parallellt : ${\displaystyle r_{l))$ $r_{soff}$ $r_{i}$ $\tau _{h}$

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

var

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

För att snabbt ladda kondensatorn under samplingen är det fördelaktigt att välja kondensatorns kapacitans så liten som möjligt, men å andra sidan, med en liten kapacitans, försämras enhetens noggrannhet i lagringsläge, eftersom utsignalen långsamt "kalla kårar". För att eliminera denna nackdel tillgriper de seriekopplingen av 2 liknande sample-and-hold-enheter, i den första av vilka en lågkapacitetskondensator används, och i den andra - en stor [1] .

Operationsalgoritm

Samplings- och hållenheten kan fungera i ett av två lägen, beroende på spänningen vid kontrollingången [2] :

spårningsläge _ _ _
lagringsläge ( eng. hold-läge )

I spårningsläge är utsignalen från samplings- och hållenheten densamma som ingången. I lagringsläge är spänningen vid enhetens utgång konstant och lika med spänningen vid enhetens ingång i det ögonblick den växlar till lagringsläge.

Ibland görs skillnad mellan en samplings- och hållkrets och en spår- och hållkrets . Den enda skillnaden mellan dem ligger i appliceringsmetoden: i det första fallet är nyckeln stängd under den minsta tid som är tillräcklig för att ladda kondensatorn; i det andra fallet är nyckeln stängd under ganska lång tid [3] .

Applikation

För korrekt funktion av de flesta analog-till-digital-omvandlingskretsar krävs det, särskilt för seriebalanserade ADC :er, att inspänningen förblir oförändrad under en viss tid, kallad ( konverteringstid ). Eftersom insignalen kan ändras under omvandlingstiden, är den fixerad med hjälp av en samplings-och-håll-enhet.

Oftast är prov- och hållenheten integrerad på samma chip med ADC, men det finns också specialiserade mikrokretsar som utför denna funktion.

Se även

Switchade kondensatorkretsar

Anteckningar

↑ Gutnikov V.S. Integrerad elektronik i mätanordningar / 2nd ed., Revised. och ytterligare .. - L . : Energoatomizdat. Leningrad. avdelningen, 1988. - 304 sid.
↑ MT-090: Sample and Hold Amplifiers Arkiverad 20 mars 2012 på Wayback Machine på Analog Devices- webbplatsen .
↑ Tillämpningar av monolitiska Sample-and-Hold-förstärkare (länk ej tillgänglig) .