V elektronice je obvod vzorkování a udržování (S&H) analogové zařízení, které se používá k odebírání napětí neustále se měnícího analogového signálu a blokuje jeho hodnotu na stabilní úrovni po určitou nejkratší dobu. Tyto obvody jsou základními analogovými paměťovými zařízeními. Obvykle se používají v ADC (analogově-digitální převaděče) k odstranění rozdílů ve vstupním signálu, které mohou poškodit proces změny. Typický obvod vzorku a držení uchovává elektrický náboj v kondenzátoru a drží alespoň jedno spínací zařízení jako a tranzistor s efektem pole přepínač a obvykle jeden operační zesilovač (operační zesilovač) .
Pro vzorkování signálu i / p spojuje přepínač kondenzátor s o / p vyrovnávacího zesilovače. Tento zesilovač zesiluje kondenzátor tak, aby napětí na kondenzátoru bylo téměř stejné nebo úměrné vstupnímu napětí. V přidržené formě přepínač odděluje kondenzátor od vyrovnávací paměti. Kondenzátor je vždy vybit svými vlastními odtokovými proudy a užitečnými zatěžovacími proudy, což činí obvod v podstatě nestabilním, ale pokles napětí v určitém časovém intervalu zůstává v rámci vhodné chybové hranice.
Co je to Sample and Hold Circuit?
Obvod vzorkování a zadržení je elektronický obvod který dělá příklady napětí, které mu byly poskytnuty jako informace, a od tohoto okamžiku udržuje tyto vzorky pro pozitivní čas. Čas, během kterého obvod vzorkování a přidržení produkuje vzorek signálu i / p, se nazývá čas vzorkování. Odpovídajícím způsobem se časová délka obvodu, ve kterém drží vzorkovanou hodnotu, nazývá doba výdrže.
Obvod vzorkování a zadržení
Obecně je doba vzorkování mezi 1 µs - 14 µs, zatímco doba zdržení může v aplikaci očekávat libovolnou hodnotu podle potřeby. Nebude chybné tvrdit, že kondenzátor je jádrem obvodu vzorkování a zadržení. Je to proto, že kondenzátor se v něm nabíjí na svou špičkovou hodnotu, když je spínač otevřený, tj. Během vzorkování, a udržuje kontrolované napětí, když je spínač zavřený.
Ukázkové a zadržené obvodové schéma
Níže uvedené schéma zapojení ukazuje obvod vzorkování a zadržení pomocí Op-Amp. Z obvodového schématu je zřejmé, že dva operační zesilovače jsou propojeny přepínačem. Když je přepínač uzamčen, do obrazu přijde metoda vzorkování a když je přepínač odemčen, bude tam výsledek zadržení. Kondenzátor spojený s druhým operačním zesilovačem není nic jiného než udržovací kondenzátor.
Obvod vzorkování a zadržení
Použitím tohoto obvodu vzorkování a přidržení můžeme získat vzorky analogového signálu následované kondenzátorem. Tyto vzorky uchovává po určitou dobu. V důsledku toho se vytvoří stabilní signál, který lze pomocí signálu změnit na digitální signál ADC (analogově-digitální převaděče) .
Obvod vzorkování a zadržení funguje
Fungování tohoto obvodu lze jednoduše pochopit pomocí práce jeho komponent. Mezi hlavní komponenty pro sestavení obvodu vzorkování a přidržení patří MOSFET typu N-channel Enhancement, kondenzátor a vysoce přesný operační zesilovač.
Jako spínací prvek se používá N-kanál Enhancement MOSFET. Vstupní napětí je dodáváno prostřednictvím jeho odtokové svorky a řídicí napětí je rovněž dodáváno prostřednictvím její hradlové svorky. Když je aplikován kladný pulz řídicího napětí, MOSFET bude aktivován stav. A funguje jako uzavřený spínač. Na opačné straně, pokud řídicí napětí není nic, bude MOSFET deaktivován a bude fungovat jako rozpojený spínač.
Sample a Hold Circuit pomocí Op-Amp
Když MOSFET funguje jako sepnutý spínač, analogový signál, který se mu dává přes odtokovou svorku, se přivede na kondenzátor. Poté se kondenzátor nabije na svou špičkovou hodnotu. Když je spínač uvolněn, kondenzátor přeruší nabíjení. Kvůli vysoké impedanci operačního zesilovače připojeného na konci obvodu bude kondenzátor znát vysokou impedanci kvůli tomu, že se nemůže vybít
To směřuje k zadržení náboje kondenzátorem po přesnou dobu. Lze to označit jako období držení. A čas, ve kterém se vyrábějí vzorky i / p napětí, se jmenuje perioda vzorkování. O / p zpracované operačním zesilovačem po celou dobu držení. Doba zadržení tedy má důsledky pro operační zesilovače.
Vstupní a výstupní křivky
Křivky vzorkovacího a zadržovacího obvodu, jak je vysvětleno v následujícím diagramu. Z průběhu vlny obvodu je zřejmé, že během doby ZAPNUTÍ jaké bude napětí na o / p. Po celou dobu OFF napětí, které existuje na o / p operačního zesilovače.
Vstupní a výstupní křivky
Ukázkové a zadržené obvodové aplikace
Mezi aplikace okruhu vzorkování a zadržení patří následující
- Odběr osciloskopů
- Systém distribuce dat
- Digitální voltmetry
- Zpracování analogového signálu
- Konstrukční filtry signálu
- Systém pro převod dat
Jedná se tedy o obvod vzorkování a zadržení. Jednoduše řečeno, tento obvod produkuje vzorky analogového i / p signálu a uchovává nejnovější vzorkované hodnoty na přesný čas a replikuje je na o / p. Doufáme, že jste tomuto konceptu lépe porozuměli. Jakékoli dotazy týkající se tohoto konceptu nebo k implementaci jakýchkoli projektů v oblasti elektrotechniky prosím poskytněte zpětnou vazbu komentářem v sekci komentářů níže. Zde je otázka, jaká je funkce obvodu vzorkování a zadržení?
