Dizajniranje kruga uzorka i zadržavanje kruga pomoću Op-Amp-a

Dizajniranje kruga uzorka i zadržavanje kruga pomoću Op-Amp-a

U elektronici je krug za uzorkovanje i zadržavanje (S&H) analogni uređaj koji se koristi za uzimanje napona analognog signala koji se neprestano mijenja i zaključava njegovu vrijednost na stabilnoj razini tijekom određenog najmanje vremenskog razdoblja. Ti su sklopovi osnovni analogni memorijski uređaji. Obično se koriste u ADC (analogno-digitalni pretvarači) kako bi se riješili razlika u ulaznom signalu koje mogu oštetiti proces promjene. Tipični sklop uzorka i spremnika pohranjuje električni naboj u kondenzatoru i drži barem jedan preklopni uređaj poput tranzistor s efektom polja prekidač i obično jedan op-pojačalo (operativno pojačalo) .



Za uzorkovanje i / p signala sklopka spaja kondenzator s o / p međuspremnika. Ovaj pojačalo pojačava kondenzator tako da je napon na kondenzatoru gotovo jednak ili proporcionalan ulaznom naponu. U zadržanom obliku, sklopka odvaja kondenzator od međuspremnika. Kondenzator se uvijek prazni vlastitim izlaznim strujama i korisnim strujama opterećenja, što čini krug u osnovi nestabilnim, ali pad napona u određenom vremenu zadržavanja ostaje unutar odgovarajuće granice pogreške.


Što je krug uzorkovanja i zadržavanja?

Krug uzorkovanja i zadržavanja je elektronički sklop što čini primjere napona koji su mu dani kao informacija, a od tog trenutka nadalje, drži ove uzorke pozitivno vrijeme. Vrijeme između kojeg krug uzorkovanja i zadržavanja stvara uzorak i / p signala naziva se vrijeme uzorkovanja. Sukladno tome, vremenska duljina kruga usred kojeg drži uzorkovanu vrijednost naziva se vremenom zadržavanja.





Krug za uzorkovanje i zadržavanje

Krug za uzorkovanje i zadržavanje

Općenito, vrijeme uzorkovanja je između 1µs-14 µs, dok vrijeme zadržavanja može očekivati ​​bilo koju vrijednost koja je potrebna u aplikaciji. Neće biti pogrešno reći da je kondenzator srž kruga uzorka i zadržavanja. To je zato što se kondenzator koji se u njemu puni do svoje vršne vrijednosti kada se prekidač otvori, tj. Tijekom uzorkovanja i drži provjereni napon kad je prekidač zatvoren.



Dijagram uzorka i zadržavanja

Dijagram dolje prikazuje uzorak i zadržavanje kruga uz pomoć Op-pojačala. Iz sheme sklopa jasno je da su dva op-pojačala povezana preko prekidača. Kada je prekidač zaključan, metoda uzorkovanja će ući u sliku i kad je prekidač otključan, rezultat isteka će biti prisutan. Kondenzator povezan s drugim op-pojačalom nije ništa drugo nego kondenzator koji drži.

Krug za uzorkovanje i zadržavanje

Krug za uzorkovanje i zadržavanje

Korištenjem ovog kruga uzorka i zadržavanja možemo dobiti uzorke analognog signala, nakon kojih slijedi kondenzator. Te uzorke čuva određeno vrijeme. Kao rezultat toga, stvara se stabilan signal koji se uz pomoć može promijeniti u digitalni signal ADC (analogni u digitalni pretvarač) .


Uzorak i zadržavanje kruga rade

Rad ovog kruga može se jednostavno razumjeti korištenjem njegovih komponenata. Glavne komponente za izradu kruga uzorka i zadržavanja uključuju N-kanalni MOSFET-ov pojačivač, kondenzator i operacijsko pojačalo visoke točnosti.

Kao preklopni element koristi se MOSFET za poboljšanje N-kanala. Ulazni napon daje se preko njegovog odvodnog terminala, a upravljački napon također se daje kroz njegov terminal. Kada se primijeni puls + ve kontrolnog napona, MOSFET bit će aktivirano stanje. I djeluje kao zatvoreni prekidač. Suprotno tome, kada upravljački napon nije ništa, MOSFET će biti deaktiviran i radi kao prekidač.

Uzorkujte i držite krug pomoću Op-Amp-a

Uzorkujte i držite krug pomoću Op-Amp-a

Kada MOSFET radi kao zatvorena sklopka, analogni signal koji mu se daje kroz odvodni terminal priključuje se na kondenzator. Tada će se kondenzator napuniti do vršne vrijednosti. Kada se prekidač otpusti, tada kondenzator prestaje s punjenjem. Zbog velike impedancije op-pojačala spojenog na kraju kruga, kondenzator će znati visoku impedansu zbog toga se ne može isprazniti

To usmjerava na zadržavanje naboja u kondenzatoru točno vrijeme. To se može nazvati razdobljem držanja. A vrijeme u kojem se proizvode uzorci i / p napona naziva se razdobljem uzorkovanja. O / p koji obrađuje op-amp tijekom razdoblja zadržavanja. Dakle, razdoblje držanja implicira na Op-pojačala.

Ulazni i izlazni valni oblici

Valni oblici kruga uzorka i zadržavanja kako je objašnjeno na sljedećem dijagramu. Iz valnog oblika kruga jasno je da će tijekom razdoblja UKLJUČIVANJA iznositi napon na o / p. Tijekom perioda ISKLJUČENJA napon koji postoji na o / p op-pojačala.

Obrasci valnog unosa i izlaza

Ulazni i izlazni valni oblici

Uzorci i zadržavanje aplikacija krugova

Primjene kruga uzorkovanja i zadržavanja uključuju sljedeće

  • Osciloskopi za uzorkovanje
  • Sustav distribucije podataka
  • Digitalni voltmetri
  • Obrada analognih signala
  • Signalni konstrukcijski filtri
  • Sustav za pretvorbu podataka

Dakle, ovdje se radi o krugu uzorkovanja i zadržavanja. Jednostavno rečeno, ovaj sklop proizvodi uzorke analognog i / p signala i zadržava najnovije uzorkovane vrijednosti za točno vrijeme i replicira ih na o / p. Nadamo se da ste bolje razumjeli ovaj koncept. Nadalje, bilo kakva pitanja u vezi s ovim konceptom ili provedbom bilo kakvih električnih projekata, dajte svoje povratne informacije komentiranjem u odjeljku za komentare u nastavku. Evo pitanja za vas, koja je funkcija kruga uzorkovanja i zadržavanja?