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采樣時(shí)間為20US的中速采樣和保持電路功能及原理分析

作者: 時(shí)間:2016-10-29 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

電路的功能

本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/201610/308244.htm

所謂和保持電路,就是以任意時(shí)間取出不斷變化的模擬信號(hào),并將其電壓加以保持的電路,把該電路作為A-D變換器的前級(jí),固定變換中的模擬電壓,取出瞬時(shí)值,這樣使用速度較低的A-D變換器,也能處理變化速度快的信號(hào)。此外使信號(hào)與基準(zhǔn)相們同步,即可實(shí)現(xiàn)同步檢波以低紋波整流超低頻信號(hào)。

電路工作原理

對(duì)于采樣和保持電路來(lái)說(shuō),最重要的問(wèn)題是采樣電壓能否盡快地給電容器充電和保持信電壓不隨進(jìn)間而變。

電路加了模擬開(kāi)關(guān)和存貯電荷用的電容器后,只要用單個(gè)脈沖充電即可達(dá)到目的。因?yàn)榫炔桓?,所以這種電路只適用于要求高速、低分辨率的場(chǎng)合。

本電路是單片IC化的反饋式采樣和保持電路,適用于中速。用虛線框起的部分是IC的核心部件,采樣狀態(tài)開(kāi)關(guān)閉合,保持電容器C1充電到與輸入電壓相等為止,這時(shí)OP放大A1的反相、同相輸入端電位相等,于是停止充電。由于形成反饋電路,可減少因開(kāi)關(guān)通態(tài)電阻產(chǎn)生的誤差。

在保持狀態(tài),開(kāi)關(guān)斷開(kāi),C1的電荷被保持。但實(shí)際上會(huì)因漏電流或絕緣電阻的存在而有所下降。為了減少電壓下降,可加大C1的電容量,但這樣充電時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng),也加長(zhǎng),為兼顧兩者,必須選擇合適的參數(shù),可以根據(jù)圖A的分辨率,若選用0.01UF的電容,大約為20。為了解決電壓下降問(wèn)題,可按下述,確定采樣周期內(nèi)電壓的下降量。假如采樣周期為1秒,根據(jù)圖B提供的曲線,在室溫條件下,C1=0.01UF時(shí),電壓下降3.5MV。

輸入信號(hào)電平比較低時(shí),誤差會(huì)增大,為了提高A-D變換器輸入信號(hào)的電平,可用可編程放大器作為前置放大級(jí)。

元件的選用

雖然電路的基本特性取決于IC,但也要注意保持電容器C1的選擇。絕緣電阻高的聚丙烯電容器最好,其次可選用苯乙烯或聚酯薄膜電容。實(shí)際上,由于印刷電路板線路布置不同,漏電流或絕緣電阻也會(huì)有差異,所以必須進(jìn)行屏蔽處理。



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