欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:58779640
大小:308.00 KB
页数:54页
时间:2020-10-03
《数据采集与处理 ppt课件.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、5.1概述5.2采样/保持器的工作原理5.3类型和主要性能参数第5章采样/保持器5.4采集速率与采样/保持器的关系5.5测量放大器的使用5.5测量放大器的使用5.1概述第5章采样/保持器问题: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。这种功能的器件就是采样/保持器。第5章采样/保持器5.2采样/保持器的工作原理采样/保持器的一般结构形式如图5.1所示。模拟信号UiK驱动信号ACH模拟地
2、UO图5.1采样/保持器的一般结构形式5.2采样/保持器的工作原理组成模拟开关K电容CH缓冲放大器A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跟随Ui变化而变化。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。5.2采样/保持器的工作原理工作原理如下:t控制信号t模拟输入At采样输出跟踪t1A2t2A1t3保持A3t4A图5.2采样/保持器工作原理而在t2时刻,保持结束,新一个跟踪时刻到来,此时驱动信号
3、又为高电平,模拟开关K重新闭合,CH端电压UC又跟随Ui变化而变化;t3时刻,驱动信号为低电平时,模拟开关K断开,......。5.2采样/保持器的工作原理从以上讨论可知:采样/保持器是一种用逻辑电平控制其工作状态的器件。5.2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,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。5.2采样/保持器的工作原理采样/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
4、模拟信号,以便模拟多路开关切换下一个模拟信号。第5章采样/保持器5.3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:串联型串联型采样/保持器的结构如图5.3。5.3采样/保持器的类型和主要性能参数A1和A2分别是输入和输出缓冲放大器,用以提高采样/保持器的输入阻抗,减小输出阻抗,以便与信号源和负载连接。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。Ui-+A1KUK-+A2CH模拟地UO图5.3串联型采样/保持器的结构5.3采样/保持器的类型和主要性能参数优点:缺点:其失调电压为两个运放失调电压之和,比较大,
5、影响到采样/保持器的精度。跟踪速度也较低。结构简单反馈型反馈型采样/保持器的结构如图5.4所示。5.3采样/保持器的类型和主要性能参数其输出电压反馈到输入端,使和共同组成一个跟随器。开关和有互补的关系:K1闭合,K2断开K1断开,K2闭合图5.4反馈型采样/保持器的结构Ui-+A1-+eOS1-+A2CH模拟地-+eOS2K1UKUCUORK2作用:当K1闭合,K2断开时,A1和A2共同组成一个跟随器,采样/保持器工作于跟踪状态。此时,保持电容CH的端电压为式中eOS1和eOS2分别为运放A1和A2的失调电压。当K1断开,K2闭合时,采样/保持器工作于保持状
6、态。此时,CH的端电压保持在K1断开瞬间的Ui值上,使5.3采样/保持器的类型和主要性能参数优点:①采样/保持精度高,原因是只有eOS1影响精度。②跟踪速度快缺点:结构复杂。5.3采样/保持器的类型和主要性能参数孔径时间tAP——保持指令给出瞬间到模拟开关有效切断所经历的时间。如图5.5所示。2.采样/保持器的主要性能参数孔径时间tAP捕捉时间孔径不定5.3采样/保持器的类型和主要性能参数由图5.5可知,在tAP后的输出还有一段波动,经过一定时间tST后才保持稳定。tU孔径误差实际输出希望的输出模拟信号保持跟踪保持指令发出时刻tAP△tAPtACtST保持图
7、5.5采样/保持全过程为了量化的准确,应在发出保持指令后延迟一段时间,再启动A/D转换。5.3采样/保持器的类型和主要性能参数由于孔径时间的存在,而产生孔径误差—采样/保持器实际保持的输出值与希望输出值之差。孔径不定△tAP孔径不定△tAP—孔径时间的变化范围。孔径时间使采样时刻延迟。5.3采样/保持器的类型和主要性能参数如果延迟时间不变,则对总的采样结果的精确性不会有太大影响。但若孔径时间在变化,则对精度就会有影响。捕捉时间tAC捕捉时间—指当采样/保持器从保持状态转到跟踪状态时,采样/保持器的输出从保持状态的值变到当前的输入值所需的时间。5.3采样/保持
8、器的类型和主要性能参数捕捉时间不影响采样精度,但对采
此文档下载收益归作者所有