采样保持电路.ppt

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1、3.4.1概述3.4.2采样/保持器的工作原理3.4.3类型和主要性能参数3.4采样保持电路3.4.4采集速率与采样/保持器的关系3.4.5采样/保持器集成芯片3.4.6使用中应注意的问题3.4.1概述问题：模拟信号进行A／D转换时，从启动转换到转换结束输出数字量，需要一定的转换时间，当输入信号频率较高时，会造成很大的转换误差。解决方法：采用一种器件，在A／D转换时保持住输入信号电平，在A／D转换结束后跟踪输入信号的变化。采样／保持器：用于对模拟输入信号进行采样，然后根据逻辑控制信号指令保持瞬态值，保证模数转换期间以最小的

2、衰减保持信号的一种器件。3.4.2采样／保持器的工作原理模拟信号UiK驱动信号ACH模拟地UO采样／保持器的一般结构形式采样/保持器是一种具有信号输入、信号输出以及由外部指令控制的模拟门电路。组成：模拟开关K、电容CH和缓冲放大器A。UC3.4.2采样／保持器的工作原理UiK驱动信号CH模拟地UOUCAt控制信号t模拟输入At采样输出跟踪t1A2t2A1t3保持A3t4A采样／保持器工作原理跟踪保持跟踪在t1时刻前，控制电路的驱动信号为高电平时，模拟开关K闭合，模拟输入信号Ui通过模拟开关加到电容CH上，使得CH端电压UC

3、跟随Ui变化而变化。工作原理如下：在t1时刻，驱动信号为低电平，模拟开关K断开，此时电容CH上的电压UC保持模拟开关断开瞬间的Ui值不变并等待A／D转换器转换。而在t2时刻，保持结束，新一个跟踪时刻到来，此时驱动信号又为高电平，模拟开关K重新闭合，CH端电压UC又跟随Ui变化而变；t3时刻，驱动信号为低电平时，模拟开关K断开，......。采样／保持器是一种用逻辑电平控制其工作状态的器件。3.4.2采样／保持器的工作原理它具有两个稳定的工作状态：跟踪状态：在此期间它尽可能快地接收模拟输入信号，并精确地跟踪模拟输入信号的变化

4、，一直到接到保持指令为止。保持状态：对接收到保持指令前一瞬间的模拟输入信号进行保持。因此，采样/保持器是在“保持”命令发出的瞬间进行采样，而在“跟踪”命令发出时，采样/保持器跟踪模拟输入量，为下次采样做准备。采样／保持器主要起以下两种作用：“稳定”快速变化的输入信号，以减少转换误差。用来储存模拟多路开关输出的模拟信号，以便模拟多路开关切换下一个模拟信号。电容CH对精度的影响：如果电容值过大，则其时间常数大，当模拟信号频率高时，由于电容充放电时间长，将会影响电容对输入信号的跟踪特性，而且在跟踪的瞬间，电容两端的电压会与输入信

5、号电压有一定的误差。如果电容值过小，在保持状态时，由于电容漏电流的存在或者负载内阻太小的影响，会引起保持信号电平的变化。在选择电容时，容量大小要适宜，以保证其时间常数适中，并选用泄露小的电容。另外，一般在输入端和输出端均采用缓冲器，以减少信号源的输出阻抗，增加负载的输入阻抗。3.4.2采样／保持器的工作原理3.4.3采样／保持器的类型和主要性能参数1.采样／保持器的类型按结构分为两种类型：串联型采样/保持器Ui-+A1KUK-+A2CH模拟地UO串联型采样／保持器的结构A1和A2分别是输入和输出缓冲放大器，用以提高采样／保

6、持器的输入阻抗，减小输出阻抗，以便与信号源和负载连接。3.4.3采样／保持器的类型和主要性能参数1.采样／保持器的类型按结构分为两种类型：串联型采样/保持器Ui-+A1KUK-+A2CH模拟地UO串联型采样／保持器的结构K是模拟开关，由控制信号电压UK控制其断开或闭合。CH是保持电容器。3.4.3采样／保持器的类型和主要性能参数1.采样／保持器的类型按结构分为两种类型：串联型采样/保持器Ui-+A1KUK-+A2CH模拟地UO串联型采样／保持器的结构当开关K闭合时，采样/保持器为跟踪状态。由于A1是高增益放大器，其输出电阻

7、和开关K的导通电阻RON很小，输入信号Ui通过A1对CH的充电速度很快，CH的电压将跟踪Ui的变化。3.4.3采样／保持器的类型和主要性能参数1.采样／保持器的类型按结构分为两种类型：串联型采样/保持器Ui-+A1KUK-+A2CH模拟地UO串联型采样／保持器的结构当K断开时，采样/保持器从跟踪状态变为保持状态，这时CH没有充放电回路，在理想情况下，CH的电压将一直保持在K断开瞬间Ui的最终值上。优点：结构简单。缺点：其失调电压为两个运放失调电压之和，比较大，影响到采样／保持器的精度。跟踪速度也较低。3.4.3采样／保持器

8、的类型和主要性能参数1.采样／保持器的类型按结构分为两种类型：串联型采样/保持器其输出电压反馈到输入端，使A1和A2共同组成一个跟随器。开关K1和K2有互补的关系：K1闭合，K2断开;K1断开，K2闭合;反馈型采样／保持器的结构Ui-+A1-+eOS1-+A2CH模拟地-+eOS2K1UKUCUORK2