采樣保持放大電路設(shè)計
發(fā)布時間:2011/8/10 14:34:21 訪問次數(shù):3041
1．概述
采樣保持放大器( SHA)是用來對模擬輸入信號進行采樣，然后根據(jù)邏輯控制信號指令保持瞬態(tài)值的一種元器件。這種元器件實質(zhì)上是以電容作為存儲元器件的模擬存儲器。SHA最廠泛的應(yīng)用是數(shù)據(jù)采集。在這種應(yīng)用中，使用SHA捕獲在切換之前的最后一個瞬時采樣的模擬輸入電壓，并且在切換期間以最小的衰減保持這一采樣值。在采用分段或逐次逼近式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC信號處理應(yīng)用中，SHA與ADC -起使用，以便使系統(tǒng)的全部潛在帶寬達到最大值。在快閃ADC之前加一個具有低孔徑跳動的快速SHA，可以使動態(tài)特性明顯改進。SHA的其他應(yīng)用包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換去毛刺電路、同步采樣系統(tǒng)、峰值檢測器、脈沖展寬器、延遲線和數(shù)據(jù)分配系統(tǒng)。
大多數(shù)SHA和跟蹤保持器在功能上和電路上都基本相同，這兩種元器件之間的唯一差別是在系統(tǒng)中如何使用。采樣保持放大器意味著這種元器件在信號采樣上占用的時間很短，而在采樣周期的其余時間均處于保持方式；相反，跟蹤保持器大部分時間處于跟蹤方式，而切換后進入保持方式的時間卻很短。有些SHA為了提高“保持”方式的性能而犧牲了“跟蹤”方式的性能，因此不再推薦用于跟蹤保持應(yīng)用。當(dāng)吞吐率超過1MHz時，二者之間的差別就不太明顯了。
2．SHC5320高速雙極性采樣/保持器
SHC5320是雙極性單片采樣/保持器，它具有很高的速度和很低的漏電特性。其內(nèi)部輸入放大器是跨導(dǎo)型運放，可提供大量的電荷到保持電容，有很快的采樣時間。輸出積分放大器具有最佳的偏置電流，確保低的下降速度。由于模擬開關(guān)總是在虛地驅(qū)動負載，所以電荷被注入到保持電容，并能很好地保持。保持電容既可使用內(nèi)部的( lOOpF)，也可外接，目的是改善輸出電壓的下降速度。SHC5320可廣泛地應(yīng)用于高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動調(diào)零電路和D/A轉(zhuǎn)換抗干擾等領(lǐng)域。
(1)性能特點
①采樣時間：小于1.5μs。
②保持切換時間：小于350ns。
③下降速率：典型值為0.5μV/μs（在25℃時）。
④差分輸入。
⑤TTL邏輯接口。
(2)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳說明
SHC5320的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖5-30所示。保持電容集成在器件內(nèi)部，而且是跨接在N2運放的負輸入與輸出端，實際上它是個積分元器件。SHC5320的引腳排列如圖5-31所示。
(3)失調(diào)電壓調(diào)整與典型接法
圖5-32是失調(diào)電壓調(diào)整電路。lOkW的電位器接在3、4腳與負電源之間，通過調(diào)整可改變失調(diào)輸出。
圖5-33是幾種采樣/保持電路的典型接法。其中，圖5-33 (a)是具有增益為-(R2/Rl)的反相輸入連接方法；圖5-33 (b)是單增益同相輸入接法；圖5-33 (c)是具有增益為l+(R2/Rl)的同相輸入連接方法。圖5-33中，虛線中的CH為外接保持電容，根據(jù)實際情況可按入或懸空。另外，在實際應(yīng)用中還可在差分輸入端之間接入保護二極管等電路。
1．概述
采樣保持放大器( SHA)是用來對模擬輸入信號進行采樣，然后根據(jù)邏輯控制信號指令保持瞬態(tài)值的一種元器件。這種元器件實質(zhì)上是以電容作為存儲元器件的模擬存儲器。SHA最廠泛的應(yīng)用是數(shù)據(jù)采集。在這種應(yīng)用中，使用SHA捕獲在切換之前的最后一個瞬時采樣的模擬輸入電壓，并且在切換期間以最小的衰減保持這一采樣值。在采用分段或逐次逼近式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC信號處理應(yīng)用中，SHA與ADC -起使用，以便使系統(tǒng)的全部潛在帶寬達到最大值。在快閃ADC之前加一個具有低孔徑跳動的快速SHA，可以使動態(tài)特性明顯改進。SHA的其他應(yīng)用包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換去毛刺電路、同步采樣系統(tǒng)、峰值檢測器、脈沖展寬器、延遲線和數(shù)據(jù)分配系統(tǒng)。
大多數(shù)SHA和跟蹤保持器在功能上和電路上都基本相同，這兩種元器件之間的唯一差別是在系統(tǒng)中如何使用。采樣保持放大器意味著這種元器件在信號采樣上占用的時間很短，而在采樣周期的其余時間均處于保持方式；相反，跟蹤保持器大部分時間處于跟蹤方式，而切換后進入保持方式的時間卻很短。有些SHA為了提高“保持”方式的性能而犧牲了“跟蹤”方式的性能，因此不再推薦用于跟蹤保持應(yīng)用。當(dāng)吞吐率超過1MHz時，二者之間的差別就不太明顯了。
2．SHC5320高速雙極性采樣/保持器
SHC5320是雙極性單片采樣/保持器，它具有很高的速度和很低的漏電特性。其內(nèi)部輸入放大器是跨導(dǎo)型運放，可提供大量的電荷到保持電容，有很快的采樣時間。輸出積分放大器具有最佳的偏置電流，確保低的下降速度。由于模擬開關(guān)總是在虛地驅(qū)動負載，所以電荷被注入到保持電容，并能很好地保持。保持電容既可使用內(nèi)部的( lOOpF)，也可外接，目的是改善輸出電壓的下降速度。SHC5320可廣泛地應(yīng)用于高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動調(diào)零電路和D/A轉(zhuǎn)換抗干擾等領(lǐng)域。
(1)性能特點
①采樣時間：小于1.5μs。
②保持切換時間：小于350ns。
③下降速率：典型值為0.5μV/μs（在25℃時）。
④差分輸入。
⑤TTL邏輯接口。
(2)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳說明
SHC5320的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖5-30所示。保持電容集成在器件內(nèi)部，而且是跨接在N2運放的負輸入與輸出端，實際上它是個積分元器件。SHC5320的引腳排列如圖5-31所示。
(3)失調(diào)電壓調(diào)整與典型接法
圖5-32是失調(diào)電壓調(diào)整電路。lOkW的電位器接在3、4腳與負電源之間，通過調(diào)整可改變失調(diào)輸出。
圖5-33是幾種采樣/保持電路的典型接法。其中，圖5-33 (a)是具有增益為-(R2/Rl)的反相輸入連接方法；圖5-33 (b)是單增益同相輸入接法；圖5-33 (c)是具有增益為l+(R2/Rl)的同相輸入連接方法。圖5-33中，虛線中的CH為外接保持電容，根據(jù)實際情況可按入或懸空。另外，在實際應(yīng)用中還可在差分輸入端之間接入保護二極管等電路。
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