Näytteen ja pitopiirin piirin suunnittelu Op-Amp: lla

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Elektroniikassa näyte- ja pitopiiri (S&H) on analoginen laite, jota käytetään jatkuvasti muuttuvan analogisen signaalin jännitteen ottamiseen ja lukitsee sen arvon vakaan tason tietylle vähimmäisajalle. Nämä piirit ovat analogisen muistin peruslaitteita. Niitä käytetään yleensä ADC: ssä (analogia-digitaalimuuntimet) eroon tulosignaalin eroista, jotka voivat vahingoittaa muutosprosessia. Tyypillinen näytteen ja pitopiirin piiri varaa sähkövarauksen kondensaattoriin ja pitää ainakin yhden kytkinlaitteen kuten a kenttävaikutteinen transistori kytkin ja yleensä yksi op-amp (operatiivinen vahvistin) .

I / p-signaalin ottamiseksi kytkin yhdistää kondensaattorin puskurivahvistimen o / p: hen. Tämä vahvistin vahvistaa kondensaattori niin, että jännite kondensaattorin yli on melkein sama tai verrannollinen tulojännitteeseen. Pidossa muodossa kytkin erottaa kondensaattorin puskurista. Kondensaattori purkautuu aina omilla ulosvirtauksillaan ja hyödyllisillä kuormitusvirroillaan, mikä tekee piiristä olennaisesti epävakaa, mutta jännitteen pudotus tietyssä pitoajassa pysyy sopivassa virhemarginaalissa.




Mikä on näyte- ja pitopiiri?

Näyte- ja pitopiiri on elektroninen piiri mikä tekee esimerkkejä sille tiedoksi annetusta jännitteestä, ja siitä lähtien se pitää näitä näytteitä positiivisen ajan. Aikaa, jonka keskellä näytteenotto- ja pitopiiri tuottaa näytteen i / p-signaalista, kutsutaan näytteenottoaikaksi. Vastaavasti kutsutaan pitoaikaksi piirin aikapituutta sen keskellä, jolla se pitää näytteistettyä arvoa.

Näyte ja pidä piiri

Näyte ja pidä piiri



Yleensä näytteenottoaika on 1 µs-14 µs, kun taas pitoaika voi odottaa mitä tahansa arvoa sovelluksessa tarpeen mukaan. Ei ole väärin sanoa, että kondensaattori on näytteen ja pitopiirin ydin. Tämä johtuu siitä, että kondensaattori siinä latautuu huippuarvoonsa, kun kytkin avataan, ts. Näytteenoton aikana, ja pitää tarkastetun jännitteen kytkimen ollessa suljettuna.

Näyte ja pidä piirikaavio

Alla oleva piirikaavio näyttää näytteen ja pitopiirin Op-Amp: n avulla. Kytkentäkaaviosta käy selvästi ilmi, että kaksi op-vahvistinta on kytketty kytkimen kautta. Kun kytkin on lukittu, kuvaan tulee näytteenottomenetelmä ja kun kytkin on lukittu, pitotulos on siellä. Toiseen op-vahvistimeen liitetty kondensaattori on vain pitokondensaattori.

Näyte ja pidä piiri

Näyte ja pidä piiri

Käyttämällä tätä näyte- ja pitopiiriä voimme saada näytteitä analogisesta signaalista, jota seuraa kondensaattori. Se pitää näitä näytteitä tietyn ajan. Tämän seurauksena syntyy vakaa signaali, joka voidaan muuttaa digitaaliseksi signaaliksi ADC (analoginen - digitaalimuunnin) .


Näyte ja pidä piiri toimii

Tämän piirin toiminta voidaan yksinkertaisesti ymmärtää käyttämällä sen komponentteja. Näyte- ja pitopiirin rakentamisen pääkomponentit sisältävät N-kanavan parannustyypin MOSFET, kondensaattorin ja erittäin tarkan operatiivisen vahvistimen.

Kytkentäelementtinä käytetään N-kanavan parannusta MOSFET. Tulojännite annetaan sen tyhjennysliittimen kautta ja ohjausjännite annetaan myös sen portin kautta. Kun ohjausjännitteen + ve-pulssi on kytketty, MOSFET aktivoituu. Ja se toimii suljettuna kytkimenä. Vastakohdassa, kun ohjausjännite ei ole mitään, MOSFET deaktivoidaan ja se toimii avoimena kytkimenä.

Näyte ja pidä virtapiiri Op-Amp: lla

Näyte ja pidä virtapiiri Op-Amp: lla

Kun MOSFET toimii suljettuna kytkimenä, sille tyhjennysliittimen kautta annettu analoginen signaali syötetään kondensaattoriin. Sitten kondensaattori latautuu huippuarvoonsa. Kun kytkin vapautetaan, kondensaattori lopettaa lataamisen. Piirin päähän kytketyn suuren impedanssin op-amp: n vuoksi kondensaattori tuntee suuren impedanssin, minkä vuoksi sitä ei voi purkaa

Tämä ohjaa varauksen pitämiseen kondensaattorissa tarkan ajan. Tätä voidaan kutsua pitoaikaksi. Ja aika, jolloin i / p-jännitteen näytteet tuotetaan, nimetään näytteenottojaksoksi. Op-amp: n käsittelemä o / p koko pitoaikana. Joten pitämisjaksolla on vaikutusta Op-Ampeereihin.

Tulo- ja lähtöaaltomuodot

Näytteen ja pitopiirin aaltomuodot seuraavan kaavion mukaisesti. Piirin aaltomuodosta on selvää, että mikä on jännite o / p: ssä ON-jakson aikana. Koko OFF-ajan jännite, joka esiintyy op-amp: n o / p: ssä.

Tulo- ja lähtöaaltomuodot

Tulo- ja lähtöaaltomuodot

Näyte ja pidä piirisovelluksia

Näyte- ja pitopiirin sovellukset sisältävät seuraavat

  • Näytteenotto oskilloskoopeista
  • Tiedonjakelujärjestelmä
  • Digitaaliset jännitemittarit
  • Analoginen signaalinkäsittely
  • Signaalin rakennesuodattimet
  • Tiedonmuunnosjärjestelmä

Näin ollen kyse on näytteestä ja pitopiiristä. Yksinkertaisesti sanottuna tämä piiri tuottaa analogisen i / p-signaalin näytteet ja sillä on viimeisimmät näytteistetyt arvot tarkkaa aikaa varten ja toistetaan se o / p: ssä. Toivomme, että olet saanut paremman käsityksen tästä käsitteestä. Lisäksi kysyttävää tästä konseptista tai sähköprojektien toteuttamisesta anna palautetta kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, mikä on näyte- ja pitopiirin tehtävä?