采样保持电路ppt课件

，3.4.1概述，3.4.2采样/固定器的工作原理，3.4.3类型和主要性能参数，3.4采样保持电路，3.4.4收集速度与采样/固定器的关系，3.4.5采样/固定器集成芯片，使用3.4.6时需要注意的问题，在输入信号频率高的情况下，解决方法：在a/d转换时保持输入信号级别，使用在a/d转换结束后跟踪输入信号变化的设备。采样/固定器：对模拟输入信号进行采样，然后根据逻辑控制信号命令保持瞬态值，从而在模拟-数字转换过程中以最小的衰减保持信号的装置。3.4.2采样/固定器的工作方式，模拟信号，Ui，K，驱动信号，A，CH，模拟，配置：模拟开关k、电容器CH和缓冲放大器A .UC，3.4.2采样/固定器的工作原理，t，控制信号，t，模拟输入，A，t，采样输出，跟踪在t1时刻，驱动信号处于低水平，模拟交换机k分离，容量CH的电压UC保持模拟交换机分离时刻的Ui值不变，等待a/d转换器转换。T2时刻，保持结束，新的跟踪时间到来，此时驱动器信号再次处于高水平，模拟开关k再次关闭，CH端电压UC遵循Ui更改；T3瞬间，如果驱动信号低，模拟开关k就断了。采样/固定器是用逻辑级别控制操作状态的设备。3.4.2采样/固定器的工作原理有两种稳定的工作状态：跟踪状态：在此期间尽快接收模拟输入信号，准确地跟踪模拟输入信号的变化，直到接收到维护指令。保持状态：保持接收坞命令之前的模拟输入信号。因此，取样/托架在执行保留命令的那一刻取样，在执行跟踪命令时，取样/托架跟踪模拟输入以准备下一次取样。采样/固定器主要起到“稳定”快速变化的输入信号的两个作用，以减少转换误差。用于存储模拟多交换机输出的模拟信号，使多通道交换机能够切换以下模拟信号：电容CH对准确度的影响：电容值过大，时间常数大，模拟信号频率高，电容充电放电时间长，影响电容器对输入信号的跟踪特性，跟踪瞬时电容器两端的电压与输入信号电压有一定误差。如果电容值太小，则在保持状态时可能存在静电，或者负载内部电阻太小，从而保持信号级别变化。选择电容时，容量大小必须合适，以确保适当的时间常数，并使小电容流出。此外，通常在输入和输出中都使用缓冲器，以减少信号源的输出阻抗和增加负载的输入阻抗。3.4.2采样/固定器的工作原理，3.4.3采样/固定器的类型和主要性能参数，1 .采样/托架的类型，每个结构有两种类型：串行采样/托架，A1和A2是输入和输出缓冲放大器，用于提高采样/托架的输入阻抗并减少输出阻抗，以便与信号源和负载相关联。3.4.3采样/固定器类型和主要性能参数，1。采样/固定器类型，按结构控制两种类型：串行采样/固定器，k是由控制信号电压UK控制分离或闭合的模拟开关。CH是保持电容器。，3.4.3采样/固定器类型和主要性能参数，1。采样/刀柄类型，按结构，有两种类型：串行采样/刀柄，如果开关k关闭，则采样/刀柄处于跟踪状态。因为A1是高增益放大器，输出电阻和开关k的传导电阻理论很小，所以输入信号Ui通过A1快速充电CH，CH的电压跟踪Ui的变化。3.4.3采样/固定器的类型和主要性能参数，1 .采样/固定器的类型按结构分为两种类型。串行采样/固定器，当k分离后，采样/固定器保持在跟踪状态时，CH没有充电放电回路，理想情况下，CH的电压保持在k分割瞬间Ui的最终值。优点：结构简单。缺点：偏移电压是两个op放大器偏移电压的总和，比较大，影响采样/固定器的准确度。跟踪速度也很低。3.4.3采样/固定器的类型和主要性能参数，1 .采样/固定器的类型，按结构，有两种类型：串行采样/固定器和输出电压传送到输入部，A1和A2共同构成追随者。开关K1和K2具有互补关系：K1关闭，K2中断；K1分离，K2关闭；反馈采样/刀柄结构，ui，-，a1，-，eos1，-，a2，ch采样/固定器类型，反馈采样/固定器，a1的输入偏移电压，A2的输入偏移电压，反馈采样/固定器的结构，ui，-，A1，-，eos1采样/固定器的类型，反馈采样/固定器，此时保持电容的CH的端电压为。A1和A2一起配置后续设备，采样/固定器在跟踪状态下工作。反馈采样/固定器结构，ui，-，a1，-，eos1，a2，采样/固定器类型、反馈采样/固定器、CH的结束电压保持K1连接瞬时UC值时，采样/固定器继续工作。保持状态，K2关闭，放大器A1的输出仍然跟踪输入并防止A1开环饱和，从而在采样/固定器切换回跟踪状态时A1可以立即跟踪Ui。优点：高采样/保持精度：因为只有eOS1会影响准确度。跟踪速度：由于总体反馈，如果输出U0与输入Ui直接比较U0Ui，则差异由A1放大，从而快速充电CH。缺点：复杂的结构。3.4.3采样/固定器类型和主要性能参数，1 .采样/固定器类型、反馈采样/固定器、光圈时间tAP:提供有效地阻止命令到模拟开关的时间。2 .采样/固定器的主要性能参数，1 .光圈时间tAP、3.4.3采样/固定器的类型和主要性能参数：t、U、光圈错误、模拟信号、保持、保持、跟踪、保持命令发布时间、和TAP后面的输出有一些变化，经过一定时间后很稳定。保留创建时间(设置时间)，保留创建时间tST:从保留命令开始，在指定错误带内稳定输出所需的时间；由于光圈时间的存在，采样/刀柄实际保留的输出值和所需的输入值之间存在一定的错误。此错误称为光圈错误。光圈时间tAP:提供命令有效地阻止模拟开关之前的经过时间。，2 .采样/固定器的主要性能参数，1 .要量化光圈时间tAP、3.4.3采样/固定器的类型和主要性能参数，您需要在执行保留命令后短暂延迟，然后开始A/D转换。光圈时间只能延迟样品时间，如果每个样品的延迟时间相同，则不会影响整个样品结果的准确度。变更保留指令执行时间会移除光圈时间。t、U、光圈错误、模拟信号、保留、跟踪、保留执行命令的时间、tap、2 .采样/固定器的主要性能参数，2 .光圈不确定tAP、3.4.3采样/固定器的类型和主要性能参数；t、U、光圈错误、保持、跟踪、保留命令发布时间特别是在高速获取系统中，光圈时间的变化有很大的影响。捕获时间tAC:表示采样/固定器从保持状态切换到跟踪状态时，输出电压开始跟踪输入电压并达到错误范围所需的最小时间。2 .采样/固定器的主要性能参数，3 .捕获时间tAC，3.4.3采样/固定器的类型和主要性能参数，t、U、光圈错误，保留、跟踪、保留指令发布时间，tAC，如果在保持状态时输出为-FSR，并且在保持状态结束时输入更改为FSR，则需要的时间最长。这是产品手册中指定的tAC值。TAC与保持指定的错误范围、容量性CH的大小有关。在采样/固定器保持期间，由于泄漏电流而保持电压值减少，并且减少值随着保持时间的增加而增加，通常表示为保持电压的减少率。2 .采样/固定器的主要性能参数，4 .应选择保持电压降、3.4.3采样/固定器的类型和主要性能参数、电容器CH的泄漏电流保持、保持状态的保持电压的变化率不超过允许范围的高质量电容。增加CH的值可以使保持电压的变化率不大，但会降低跟踪速度。供给：保持状态时，输入电压Ui的AC组件通过交换机k的寄生容量CS添加到CH，因此，由于Ui的变化，输出电压UO发生了轻微变化。2 .采样/固定器的主要性能参数，5 .供给，3.4.3取样/固定器的类型和主要性能参数，增加电容器CH有利于减少供给，但不利于提高取样频率。跟踪到保持的偏差：跟踪最终值和设置保持状态时的保持值之间的偏差电压。此错误与输入信号相关，是不可预测的错误。2 .采样/固定器主要性能参数，6 .跟踪到保留的偏差，3.4.3采样/固定器类型和主要性能参数，跟踪到保留的偏差，7。电荷移动偏差，电荷移动偏差：表示在保持状态时，电荷通过开关k的寄生电容器移动到保持电容器而产生的错误。与提要不同，此错误是由DC组件引起的。2 .采样/固定器的主要性能参数，3.4.3采样/固定器的类型和主要性能参数，增加电容器CH有助于降低电荷移动偏差，但同时也增加了采样/固定器的响应时间。如上讨论所示，采样/固定器的性能在很大程度上取决于保持电容器的质量。因此，必须选择高质量的电容器。2 .采样/固定器的主要性能参数，3.4.3采样/固定器的类型和主要性能参数，选择保持电容器，注意事项：绝缘电阻：减少电容器泄漏电流；介质吸收：影响电压保持。如果将电容器充电到固定电压Ue，然后短路一段时间再打开，电容器的电压将从0慢慢变化到Ue。电容器所代表的“电压内存”特性称为电容器的介质吸收。、3.4.4系统收集速度与采样/承载器之间的关系、模拟信号直接转换为a/d转换器3360、模拟信号不通过采样/承载器直接输入A/D转换器时，系统必须降低模拟信号的波动率。为了确保A/D转换的精度，模拟信号在A/D转换过程中的波动量不应大于LSB/2。任何A/D转换器都需要一定的转换时间来完成量化和编码等过程。将转换时间设定为tCONV。如果在转换时间内输入的模拟信号持续变化，此时量化会产生一些错误。t、u、3.4.4系统收集速度和采样/承载器之间的关系，将模拟信号直接转换为a/d转换器：如果模拟信号不通过采样/承载器直接输入A/D转换器，则系统允许这样做的模拟信号的变化率必须降低。为了确保A/D转换的精度，模拟信号在A/D转换过程中的变化量为LSB/2。t， t， u，u，正弦信号的最大变更率，模拟信号电压的最大变更率如果正弦信号超过0，则为0:正弦信号超过0，因此t=no，|因此：3.4.4系统收集速度与采样/承载器之间的关系、将模拟信号直接转换为a/d转换器3360、如果模拟信号不通过采样/承载器直接输入A/D转换器，则系统必须降低所述模拟信号的波动率。为了确保a/d转换的准确性，模拟信号在A/D转换过程中的波动率不应大于LSB/2、t、 t、 u、u、正弦信号的最大变化率，并且A/D转换时间将模拟信号直接转换为a/d转换器的：如果模拟信号直接输入到A/D转换器而不通过采样/固定器，则系统必须降低该模拟信号的变化率。为了确保A/D转换的精度，模拟信号在A/D转换过程中的波动为LSB/2。必须确保、t、 t、 u、u、正弦信号的最大变化率不能大于。如果n位A/D转换器的总范围电压为FSR=Um，则相应的“量化单位”LSB表示的电压Ui=Um/2n。转换时间在tCONV内允许的电压的最大变化不超过1LSB指示的电压的情况下，系统可以收集的最大信号频率为：通过3.4.4系统收集速度和采样/固定器的关系将模拟信号直接转换为A/D转换器。如果模拟信号直接输入a/d转换器而不是通过采样/固定器，则系