Minta és tartás áramkör

A Sample and Hold áramkör mintákat vesz az analóg bemeneti jelből, és egy bizonyos ideig tartja őket, majd kimeneti a bemeneti jel mintavételezett részét. Ez az áramkör csak néhány mikroszekundumos bemeneti jel mintavételéhez használható.

A Sample and Hold áramkör kapcsolóeszközökből, kondenzátorból és működési erősítőből áll. A kondenzátor a minta és a visszatartás áramkörének a szíve, mert ez az, aki a mintavételezett bemeneti jelet tartja és kimeneten biztosítja a parancs bemenetének megfelelően. Ezt az áramkört leginkább az analóg-digitális átalakítókban használják a bemeneti jel bizonyos variációinak eltávolítására, amelyek megrongálhatják az átalakítási folyamatot.

Az alábbiakban a minta és a visszatartás áramkör tipikus blokkvázlatát említjük:

Az általában alkalmazott bemeneti feszültségjel folyamatosan változó analóg jel. Parancsbemenet biztosított a bemeneti jel mintavételének és tartásának kiváltására. A parancsbemenet nem más, mint egy be / ki jel a bemeneti jel mintavételének megkezdéséhez / leállításához, általában PWM. A mintavételi és tartási folyamat a parancs bevitelétől függ. Ha a kapcsoló zárva van, akkor a jelből mintát vesznek, és amikor nyitva van, az áramkör tartja a kimeneti jelet. A kapcsoló be / ki állapotát a parancs bemenet vezérli.

A minta és a visszatartó áramkör ideális bemeneti és kimeneti hullámformáját az alábbiakban adjuk meg:

A fenti ábra alapján világosan érthető, hogy ez az áramkör bemeneti jelmintákat vesz, amíg a Parancs bemenete magas, és ugyanazt a mintát replikálja a kimeneten. És amikor a parancs bemenet LOW, akkor megtartja a mintavételezett jel utolsó feszültségszintjét.

Ha szimuláljuk a minta és a hold áramkört, akkor megkapjuk a fenti hullámformát. A végén megadjuk a teljes minta és tartás áramkör szimulációs videót.

Anyag szükséges

• uA741 Op-Amp IC
• 2N4339 N-csatornás JFET
• Analóg bemenet és impulzus bemenet generátor
• Ellenállás (10k, 10M)
• Dióda (1N4007)
• Kondenzátor (0,1uf - 1nos)

Kördiagramm

A bemeneti terminálon analóg jel biztosításához használhat 6-0-6 fokozatú transzformátort. Impulzus vagy PWM bemenet adásához a tranzisztorhoz használhatja az 555 időzítő IC-t Astable módban. Szükségünk van egy DC tápra is az Op-amp IC áramellátásának biztosításához, amely a +5 és + 15 V tartományba esik.

Minta- és visszatartó áramkör működése

Ahogy a kapcsolási rajzon is látható, 2N4339 N-csatornás JFET-t, op-erősítőt és kondenzátort használtunk. Parancs bemenet (PWM bemenet) van csatlakoztatva a 2N4339 tranzisztor Gate kapujához. Ahogy a kapcsolási rajzon is látható, 2N4339 N-csatornás JFET-t, op-erősítőt és kondenzátort használtunk. Parancsbemenet (PWM bemenet) csatlakozik a 2N4339 tranzisztor kapu termináljához. Az 1N4007 dióda szintén csatlakozik a parancs bemenetéhez és a 2N4339 N-csatornás JFET-hez.

Most az a kérdés, hogy a dióda miért fordított állapotban van bekötve? Hadd adjak egy rövid bevezetést a 2N4339-ről. A 2N4339 egy N-csatornás JFET, alacsony zajjal és nagy nyereséggel. A 2N4339 csak akkor vezet (kapcsol be), ha a kapu-forrás feszültség a -0,3v és -50v (max) tartományban van. Most a parancsbemenet kezdeti feszültségét -15V-ra, az impulzusfeszültségét pedig 15V-ra állítottuk. Tehát, amikor a parancs bemeneti feszültsége negatív, a dióda előre torzul, ami a tranzisztort bekapcsolja és fordítva.

Itt az Op-amp 741-et használják feszültségkövetőként, mivel a feszültségkövető általában magas bemeneti impedanciával és alacsony kimeneti impedanciával rendelkezik. Ezt akkor használják, ha a bemeneti jel alacsony áramerősségű, mivel a feszültségkövető elegendő áramot tud táplálni a következő szakaszba.

Tehát, amikor a parancsbemenet NAGY, a tranzisztor zárt kapcsolóként működik, és ebben a pillanatban a kondenzátor a csúcsértékig kezd töltődni, és tárolja a bemeneti jel mintáját, amikor a tranzisztor bekapcsolt állapotban van. Most, amikor a parancs bemenete LOW, a tranzisztor nyitott kapcsolóként működik, és a kondenzátor nagy impedanciát fog tapasztalni, emiatt nem tud lemerülni, és egy bizonyos ideig tartja a töltést. Ez az idő Holding Period néven ismert. Azt az időt, amely alatt az áramkör a bemeneti jelet mintavételezi, mintavételi periódusnak nevezzük.

Néhány minta- és visszatartó áramkör alkalmazása

• ADC-k (analóg-digitális átalakítás)
• DAC-ok (digitális-analóg átalakítás)
• In Analog Demultiplexing
• Lineáris rendszerekben
• Az adatelosztó rendszerben
• Digitális feszültségmérőkben
• A jelszerkezeti szűrőkben