Sample-and-hold
Sample-and-hold je elektronický obvod , sestávající ve své nejjednodušší podobě řízeného spínače a kondenzátoru .
Na vstupu a výstupu sestavy lze také najít zesilovač sledovače (obr. 1). Obvykle se jedná o vstup analogově-digitálního převaděče (ADC nebo analogově-digitální převaděč v angličtině). Jeho rolí je udržovat konstantní hodnotu napětí mezi dvěma okamžiky vzorkování.
Úloha odběru vzorků
Digitalizace signálu probíhá ve dvou fázích: první je vzorkování (časová diskretizace), která spočívá v odebírání hodnoty signálu v přesných okamžicích (okamžiky vzorkování). Druhým krokem je kvantování nebo kódování (diskretizace hodnot), které spojuje digitální kód s dříve vzorkovanou hodnotou.
Pomocí jednoduchého vzorkovače (například jediného přepínače ) je vstupní signál snímán v každém okamžiku vzorkování (obr. 2). Kodér má tedy vstupní signál pouze v těchto přesných časech. Kvantování by mělo být teoreticky provést ve velmi krátkém čase a shodují přesně okamžicích vzorkování. Tyto dvě podmínky je však obtížné splnit.
Cílem vzorkování a zadržení je kromě odebírání vstupního signálu v okamžicích vzorkování také udržování posledního vzorku na konstantní hodnotě (obr. 3). To umožňuje fázi kvantování mít více času na kódování informací.
Sestavení vzorku a držení
Většina jednotek vzorkování a zadržení je vyrobena podle schématu na obr.1. Všimněte si, že díky druhému zesilovači následovníka je výstupní napětí AO vždy stejné jako napětí na kondenzátoru .
V okamžiku vzorkování řídicí signál spínače sepne spínač. Kondenzátor se proto nabíjí na hodnotě napětí uložené analogovým vstupem AI. Tento krok se nazývá akviziční fáze .
Když řídicí signál otevře spínač, kondenzátor se nemůže vybít druhým zesilovačem, protože ten má nekonečnou vstupní impedanci (alespoň teoreticky). Kondenzátor si tak zachovává svůj elektrický náboj a napětí na svých svorkách, což udržuje napětí AO na výstupu konstantní bez ohledu na hodnotu napětí AI na vstupu. Toto je fáze zapamatování .
Přechod z fáze akvizice do fáze ukládání je popsán třemi parametry:
- Otevírací zpoždění , v angličtině prodleva clony , zpoždění mezi spuštěním příkazu a účinným otevřením spínače;
- Nejistota otevření , změna zpoždění otevření. Tato variace je většinou malá a náhodná. V angličtině se mu také říká otvírání jitteru nebo nejistota clony a clona jitteru ;
- Blokování doby ustavení odpovídá přechodným jevům v důsledku parazitních kapacitních vazeb s napětím. Přesněji řečeno, toto je doba nutná pro dané tlumení těchto přechodových složek na kondenzátoru. V angličtině se tomu říká doba ustálení režimu zadržení .
Zpětný přechod (úložiště k pořízení) je také popsán třemi parametry:
- Ofset při blokování , parazitní napětí způsobené na kondenzátoru přechodnými součástmi na konci roku . V angličtině se také nazývá offset zátěže, nebo sample to offset and load offset .
- Sklon výboje, změna napětí na výstupu převodníku, vyplývající ze změny náboje kondenzátoru, když je spínač otevřený;
- Rychlost odmítnutí, rychlost poklesu v anglickém režimu, poměr mezi změnou odchozího signálu a změnou příchozího signálu, když je spínač otevřený.
Bibliografie
- Paul Horowitz, Winfield Hill, The Art of Electronics , Cambridge University Press, 2001. ( ISBN 0-521-37095-7 ) .
- P.-A Paratte, Philippe Robert, Systèmes de mesure , 2. vydání, XVII, Presses Polytechniques Et Universitaires Romandes, 1996.
Externí odkaz
- Analog Devices, Inc, Sample-and-Hold Amplifiers , Sample-and-Hold Amplifiers , www.analog.com/media/cn/training-seminars/tutorials/MT-090.pdf