無需外部電阻的反相取樣保持放大器

許多應(yīng)用需要一個輸出與其輸入信號的取樣點反向的取樣電路。一個簡單的辦法，是將一個共同非反向取樣保持放大器和一個反相放大器串聯(lián)。典型的反相放大器是從兩個電阻得到電壓反饋的運算放大器。這些電阻的值通常是相等的，它們應(yīng)該高得足以能減少總功率P=2V2/R的損耗，這些電阻值和輸出電壓的平方成正比。這些電阻的值也應(yīng)該盡可能低，以保持運算放大器的帶寬。

　　任何與反饋電阻R2并聯(lián)的寄生電容（下面的等式中的C2）在逆變器的轉(zhuǎn)移功能里擔(dān)當(dāng)了一級。這一級導(dǎo)致了反相放大器附加的增益頻率擊穿特性，擊穿頻率的值為f2=(1/2p)×(1/R2C2)。要保持盡可能寬的帶寬，應(yīng)使f2>fT，其中fT為運算放大器的轉(zhuǎn)換頻率，換句話說，在這個頻率，運算放大器的開環(huán)增益下降到1。

　　Analog Devices的雙運算放大器AD8592擁有一個高品質(zhì)的斷路功能，允許使用不同的方法（參考文獻1）。圖1中的反向取樣保持電路沒有任何外部電阻。因此，在該電路的保持狀態(tài)下，沒有能量消耗在外部的無源器件上。所有的運算放大器都起著電壓跟隨器的作用。在保持狀態(tài)，電壓跟隨器B1和A2啟用，這樣電容器C1的B引腳、和IC 2引腳1通過A2的輸出接地；輸入電壓VIN進入C1的A引腳和 IC2引腳9。在收到取樣命令時，Q為高電平，此時C1的A引腳通過電壓跟隨器A1的輸出接地。這種情況使負(fù)電壓-VS出現(xiàn)在電壓跟隨器B2的輸入端，而該電壓在取樣命令開始時將電容器C2充電到-VS。電壓跟隨器A3作為一個阻抗轉(zhuǎn)換器。

　　AD8592的數(shù)據(jù)表并未明確規(guī)定電壓跟隨器輸出端的泄漏電流，但一般可視為低于10pA。因此電容器C1和C2可以有很小的值，另外，運算放大器的高輸出電流250mA可以更進一步給電容器C1和C2快速充電。

　　電壓跟隨器B3作為一個延遲線與一個AND門和一個NOR門一起產(chǎn)生兩個半互補的邏輯控制信號（圖２）。這兩個信號QS和QD在進入到一個有效高電平（提供先斷后合運行）前，一段很長的時間內(nèi)被保持在一個停止的低電平。輸入電壓在電容C1被QD高電平跟蹤，而該電壓的最后一個值在QD的高到低轉(zhuǎn)換時就是一個取樣。在QS低到高的轉(zhuǎn)換瞬間，取樣和一個負(fù)信號一起出現(xiàn)在電容器C2和后來的輸出端。