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采样时间为20US的中速采样和保持电路

2023-09-18 19:34:00

采样时间为20US的中速采样和保持电路

电路的功能

所谓采样和保持电路，就是以任意时间取出不断变化的模拟信号，并将其电压加以保持的电路，把该电路作为A-D变换器的前级，固定变换中的模拟电压，取出瞬时值，这样使用速度较低的A-D变换器，也能处理变化速度快的信号。此外使采样信号与基准相们同步，即可实现采样同步检波以低纹波整流超低频信号。

电路工作原理

对于采样和保持电路来说，最重要的问题是采样电压能否尽快地给电容器充电和保持信电压不随进间而变。

电路加了模拟开关和存贮电荷用的电容器后，只要用单个脉冲充电即可达到目的。因为精度不高，所以这种电路只适用于要求高速、低分辨率的场合。

本电路是单片IC化的反馈式采样和保持电路，适用于中速。用虚线框起的部分是IC的核心部件，采样状态开关闭合，保持电容器C1充电到与输入电压相等为止，这时OP放大A1的反相、同相输入端电位相等，于是停止充电。由于形成反馈电路，可减少因开关通态电阻产生的误差。

在保持状态，开关断开，C1的电荷被保持。但实际上会因漏电流或绝缘电阻的存在而有所下降。为了减少电压下降，可加大C1的电容量，但这样充电时间就会延长，采样时间也加长，为兼顾两者，必须选择合适的参数，可以根据图A的分辨率，若选用0.01UF的电容，采样时间大约为20US。为了解决电压下降问题，可按下述采样时间，确定采样周期内电压的下降量。假如采样周期为1秒，根据图B提供的曲线，在室温条件下，C1=0.01UF时，电压下降3.5MV。

输入信号电平比较低时，误差会增大，为了提高A-D变换器输入信号的电平，可用可编程放大器作为前置放大级。

元件的选用

虽然电路的基本特性取决于IC，但也要注意保持电容器C1的选择。绝缘电阻高的聚丙烯电容器最好，其次可选用苯乙烯或聚酯薄膜电容。实际上，由于印刷电路板线路布置不同，漏电流或绝缘电阻也会有差异，所以必须进行屏蔽处理。