采樣時(shí)間為20US的中速采樣和保持電路

電路的功能

所謂采樣和保持電路，就是以任意時(shí)間取出不斷變化的模擬信號(hào)，并將其電壓加以保持的電路，把該電路作為A-D變換器的前級(jí)，固定變換中的模擬電壓，取出瞬時(shí)值，這樣使用速度較低的A-D變換器，也能處理變化速度快的信號(hào)。此外使采樣信號(hào)與基準(zhǔn)相們同步，即可實(shí)現(xiàn)采樣同步檢波以低紋波整流超低頻信號(hào)。

電路工作原理

對(duì)于采樣和保持電路來(lái)說(shuō)，最重要的問(wèn)題是采樣電壓能否盡快地給電容器充電和保持信電壓不隨進(jìn)間而變。

電路加了模擬開關(guān)和存貯電荷用的電容器后，只要用單個(gè)脈沖充電即可達(dá)到目的。因?yàn)榫炔桓?，所以這種電路只適用于要求高速、低分辨率的場(chǎng)合。

本電路是單片IC化的反饋式采樣和保持電路，適用于中速。用虛線框起的部分是IC的核心部件，采樣狀態(tài)開關(guān)閉合，保持電容器C1充電到與輸入電壓相等為止，這時(shí)OP放大A1的反相、同相輸入端電位相等，于是停止充電。由于形成反饋電路，可減少因開關(guān)通態(tài)電阻產(chǎn)生的誤差。

在保持狀態(tài)，開關(guān)斷開，C1的電荷被保持。但實(shí)際上會(huì)因漏電流或絕緣電阻的存在而有所下降。為了減少電壓下降，可加大C1的電容量，但這樣充電時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)，采樣時(shí)間也加長(zhǎng)，為兼顧兩者，必須選擇合適的參數(shù)，可以根據(jù)圖A的分辨率，若選用0.01UF的電容，采樣時(shí)間大約為20US。為了解決電壓下降問(wèn)題，可按下述采樣時(shí)間，確定采樣周期內(nèi)電壓的下降量。假如采樣周期為1秒，根據(jù)圖B提供的曲線，在室溫條件下，C1=0.01UF時(shí)，電壓下降3.5MV。

輸入信號(hào)電平比較低時(shí)，誤差會(huì)增大，為了提高A-D變換器輸入信號(hào)的電平，可用可編程放大器作為前置放大級(jí)。

元件的選用

雖然電路的基本特性取決于IC，但也要注意保持電容器C1的選擇。絕緣電阻高的聚丙烯電容器最好，其次可選用苯乙烯或聚酯薄膜電容。實(shí)際上，由于印刷電路板線路布置不同，漏電流或絕緣電阻也會(huì)有差異，所以必須進(jìn)行屏蔽處理。