Näyte ja pidä piiri

Sample and Hold -piiri ottaa näytteet analogisesta tulosignaalista ja pitää niitä tietyn ajanjakson ajan ja antaa sitten näytteistetyn osan tulosignaalista. Tämä piiri on hyödyllinen vain otettaessa muutama mikrosekunti tulosignaalia.

Näyte- ja pitopiiri koostuvat kytkinlaitteista, kondensaattorista ja operatiivisesta vahvistimesta. Kondensaattori on näyte- ja pitopiirin sydän, koska se on se, joka pitää näytteistetyn tulosignaalin ja antaa sen lähtönä komennotulon mukaan. Tätä piiriä käytetään enimmäkseen analogisista digitaalimuuntimiin tiettyjen tulosignaalin vaihtelujen poistamiseksi, mikä voi vahingoittaa muunnosprosessia.

Tyypillinen näyte- ja pitopiirin lohkokaavio mainitaan alla:

Yleisesti käytetty tulojännitesignaali on jatkuvasti muuttuva analoginen signaali. Komentosyöttö tarjotaan tulosignaalin näytteenoton ja pitämisen käynnistämiseksi. Komentosyöttö on vain on / off-signaali tulosignaalin näytteenoton aloittamiseksi / lopettamiseksi, se on yleensä PWM. Näytteenotto- ja pitoprosessi riippuu komennon syötteestä. Kun kytkin on suljettu, signaalista otetaan näytteet ja kun se on auki, piiri pitää lähtösignaalia. Kytkimen virtakytkintä ohjataan komentosyötöllä.

Näyte- ja pitopiirin ihanteellinen tulo- ja lähtöaaltomuoto on annettu alla:

Edellä olevasta kaaviosta voidaan selvästi ymmärtää, että tämä piiri ottaa näytteitä tulosignaalista, kun komentotulo on korkea ja kopioi saman näytteen ulostulossa. Ja kun komentotulo on MATALA, se pitää näytteistetyn signaalin viimeisen jännitetason.

Jos simuloimme näyte- ja pitopiiriä, saamme yllä olevan aaltomuodon. Koko näyte ja pitopiirin simulointi video annetaan lopussa.

Tarvittava materiaali

• uA741 Op-Amp IC
• 2N4339 N-kanavainen JFET
• Analogiatulo- ja pulssitulogeneraattori
• Vastus (10k, 10M)
• Diodi (1N4007)
• Kondensaattori (0,1uf - 1nos)

Piirikaavio

Analogisen signaalin tuottamiseksi tuloliittimessä voit käyttää 6-0-6-alamuuntajaa. Ja pulssi- ​​tai PWM-tulon antamiseksi transistorille voit käyttää 555 ajastin-IC: tä hajautetussa tilassa. Tarvitsemme myös tasavirtalähteen Vcc: n tuottamiseksi Op-amp IC: lle, joka on alueella +5 - + 15 V.

Näyte- ja pitopiirin toiminta

Kuten voit kytkentäkaaviossa, olemme käyttäneet 2N4339 N-kanavaista JFET: tä, op-vahvistinta ja kondensaattoria. Komentotulo (PWM-tulo) on kytketty 2N4339-transistorin Gate-päätteeseen. Kuten voit kytkentäkaaviossa, olemme käyttäneet 2N4339 N-kanavaista JFET: tä, op-vahvistinta ja kondensaattoria. Komentotulo (PWM-tulo) on kytketty 2N4339-transistorin Gate-liittimeen. Diodi 1N4007 on myös kytketty komentotulon ja 2N4339 N-kanavan JFET: n väliin.

Nyt on kysymys, miksi diodi on kytketty päinvastaisessa tilassa? Annan teille lyhyen johdannon tuotteesta 2N4339. 2N4339 on N-kanavainen JFET, jolla on matala melutaso ja korkea vahvistus. 2N4339 johtaa (kytke päälle) vain, kun portista lähteeseen -jännite on alueella -0,3v - -50v (max). Nyt olemme asettaneet komentotulon alkujännitteeksi -15V ja pulssijännitteeksi 15V. Joten aina, kun komennon tulojännite on negatiivinen, diodi on eteenpäin esijännitetty, mikä saa transistorin kääntymään päälle ja päinvastoin.

Op-vahvistinta 741 käytetään tässä jännitteen seuraajana, koska jännitteen seuraajalla on yleensä korkea tuloimpedanssi ja pieni lähtöimpedanssi. Tätä käytetään, kun tulosignaali on matalavirtainen, koska jännitteen seuraaja voi syöttää riittävän virran seuraavaan vaiheeseen.

Joten aina kun komentosyöttö on KORKEA, transistori toimii suljettuna kytkimenä ja kondensaattori alkaa tällä hetkellä latautua huippuarvoonsa ja tallentaa tulosignaalin näytteen, kun transistori on tilassa. Nyt kun komentotulo on MATALA, transistori toimii avoimena kytkimenä ja kondensaattori kokee suuren impedanssin, minkä vuoksi se ei voi purkautua ja pitää latausta tietyn ajan. Tämä aika tunnetaan pitoaikana. Ja aikaa, jonka aikana piiri näytteilee tulosignaalin, kutsutaan näytteenottojaksoksi.

Joitakin näytteenotto- ja pitopiirin sovelluksia

• ADC: t (analogia-digitaalimuunnos)
• DAC: t (digitaalinen-analoginen muunnos)
• Julkaisussa Analog Demultiplexing
• Lineaarisissa järjestelmissä
• Tiedonjakelujärjestelmässä
• Digitaalisissa jännitemittareissa
• Kohdassa Signaalin rakennesuodattimet