Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 59
Текст из файла (страница 59)
28.2а) в':": модуляцию входном сигнююм последовательности импульсов произвольной формы ') (рис. 28 2 б) Обгцим для этих двух процессов стробирования является то, что стробирс-:-:, ванпый сиги ш получается в результате перемножения последовательности строб-им-.";. пульсов и входного сигнала, а отличие заключаеп:я в механизме получения выборки. ';"', По способу получения отсчетов входпгл о сигнала различают: ° стробирование прямоугольными импульсами при малой постоянной време- ",*': ни цепи хранения выборки, ° стробировапис с интегрированием на интервале выборки и * стробирование перемножением.
При этом наибольшее рагл~росгранение получили устройства выборки и хране- ': ния, стробируемые прямоугольными импульсами достаточно малой длительности. Основные характеристики УВХ. Как было сказано ранее, основной функцией '.:::: УВХ является запоминание на конденсаторе в течение некоторого времени значения вхошюго напряжения. В режиме выборки УВХ повторяет входной сигнал, а:::::. затем по строб-импульсу запоминает мгновенное значение напряжения на конден- ':-',: саторе и переходит в режим хранения. В связи с этим полный цикл работы УВХ состоит из четырех этапов: !) выборки, 2) перехода от выборки к хранению, 3) храпения и 4) перехода от хранения к новой выборке.
б) а) О Рис. 23.2 Стробироввиив УВХ с помон,ью грвмоугопьвых импульсов (в) и вмипизуаво-импупьоиои мопупвпии (б) Леклия 28. Уст ойство выбо кн и х ансния аналоговых сигналов В режиме выборки основными параметрами УВХ являются; время выборки и > коэффициент передачи. Временем выборки г, называется интервал времени, в тече::'лие которого образуются выборочные значения напряжения на накопительном конденсаторе. Время выборки задается длительностью стробирующего импульса. ",''' При работе УВХ в режиме слежения время выборки является временем слежения.
,:;," Время выборки связано с погрешностью 6 образования выборочного значения ',:,, входного напряжения. Ко:ффициели передачи К,, !коэффициент усиления) УВХ вЂ” это отношение ', . выбранного значения к значению входного напряжения в момент выборки. Наи-!-" более часто УВХ повторяет входной сигнал, т. е. имеет коэффициент передачи, ,,:;;. равный единице, Однако в некоторых случаях используются УВХ с усилением ';:",::: входного сигнала. Погрешность коэффициента передачи характеризует его отклонение от расчетно1о значения При переходе от режима выборки к режиму хранения основными параметра:.".!', мн УВХ являются: апертурное время и погрешность переключения.
Алерглурлое !',".:, время г,, представляет собой интервал времени, в течение которого сохраняется :,"':,. веопределенносгь между образовавшимся выборочным значением сигнала и мо';~!. ментом времени, к которому оно действительно относится.
Это время иногда лазывают апертурной задержкой Переход от режима выборки к режиму хранения сопровождается поступлением иа схему УВХ сигнала управления (или снятия строб-импульса, поданного на : .-: время выборки). Этот сигнал управления наводит через паразитные емкости ломе'":";.,!'хи на конденсатор хранения и изменяет результат выборки.
Это изменение результата выборки называется погрешностью переключения В режиме храпения основным параметром УВХ является скорость изменения :,'::,'кихлдлого лллряэкелил, которая характеризует погрешность УВХ в режиме хранех:::;-'ния. Обычно этот параметр определяется скоростью разряда накопительного кон:.. денсатора Л/, ~г!г=ЬСэ, где У -- сумма токов утечки ключа и тока смещения усилителя, С„-. емкость хранения. Спад выходного напряжения определяет яре '-.'т:'.',вя хранения лалрлэгселия с заданной погрешностью. Все сказанное относится к ~:-::,аналоговым УВХ и отсуствует в цифровых УВХ. При переходе от храпения к выборке основным параметром является время ;:!: уплалпвлелил !.,..
которое характеризует длительность переходного процесса после поступ. ения строба, разрешающего выборку Обобщенной характеристикой точности и быстродействия УВХ является его ллллускиая слостблость Сл определяемая количеством информации о входном сигнале, передавемом па выход УВХ в единицу времени. Эта характ'еристика обычно определяется по формуле С', =-!ойэ!8)г„), (28. 3) -,; где г„.— время выборки нового значения входног о сигнала с заданной погрешност Время выборки зависит, в основном, от скорости заряда емкости памяти С„, ::~ поэтому чем меньше емкос|ь хранения, тем меньше время выборки и тем выше ;,!, качество УВХ.
Однако при малой емкости происходит потеря информации ЗОЗ Рнзавл б. Авилово-ци овые и кциональиые ст ойотва во время хранения за счет разряда емкости хранения токами утечки. В атом случае компромиссным решением является применение двухкаскадных УВХ. Принципы построения УВХ. Простейшая схема УВХ приведена на рис. 28.3 и, Эта схема состоит из ключа, управляемого строб-импульсолц и емкости храпения .,.' Сч На рис. 28.3 б показан график преобразования входного сш пала прн помощи:";- зч ого ндеалыюго УВХ. В режиме выборки выходное напряжение полностью ссич- ', вс; ствует входному сигналу, а в режиме хранения — - мгновенному значению вход- ".,',; ного сигнала в момент окончания выборки.
В действительности использовать такую простую схему невозможно по ряду.- причин конечное сопротивление ключа приводит к появлению переходного про- -", цесса, в результате которого процесс заряда растягивается во времени; в режиме::,:' хранения конденсатор перезаряжается током утечки ключа и разрядом его ли нгн ручку: через паразитные емкости ключа сипил сгроба изменяет сигнал на на- .", в рузке.
Для улу ппения характеристик УВХ применяют операцпош1ые усилители. Длв::' построения УВХ достаточно одного ОУ, как показано на рис, 28.4а. Ко)да вхо;; '::": нос напряжение изменяется ступенчато, что зквивалентно залхыканию ключа Б прн постоянном входном напряжении, то напряжение на выходе изменяется по уравнению н„... = — ив„(1-е 'мо), и в результате конденсатор будет заряжен до напряжения -и„„. Если за время, пока ключ Я разомкнут, напряжение изменится до значеши и'„„то прн следующем замыкании ключа выходное напряжение ии „будет перехализь к новому значению по уравнению и„,,„-' — и,„(ли„, - и*„,)(1 — е "вс), где )хС'=т, — постоянная времени цепи выборки. В качестве ключа могут быть использованы схемы на биполярных или, полевьвх транзисторах, днодные мостовые схемы и др.
На рис. 28.46 приведена О и„в ~ О ~.. рис. 'и 3. цроотояывя своих увх ~в~ и грвфики входио! о и выхолив:о онввяов в иив.ыьаоы случив ~б~ Леклии 28 Уст о!1ство выбо ки и х киення аналоговых сигналов б) и ,Рке.зк К Схеме икаер~ируемоео УВХ не одном ОУ ',е1 и схема е уменьыеиным током утечки каюча на нолевом трензиееоре 101 ,~: аналогичная схема па ОУ с ключом на полевом транзисторе УТ2. В этой схеме ';::.врежпме выборки погрешность определяется падением напряжения на сопротив', :яенйи открытого транзистора Р'Т2 пз-за протекания входного тока ОУ. Для уменьшения тока утечки транзистора Р"Т2 в схему введен ключ па трап;- зцсторе 1тТ!, которой подключает сток транзистора 1'Т2 к общей шипе в режиме т хранения и тем самым уменьшает ток утечки почти до нулевого уровня.
В резуль;::";тате конденсатор хранения разряжается только очень малым током утечки за': 'говора транзистора К72 Схемы пеинвертирующпх УВХ на одном ОУ приведены на рис, 23.5. В схеме, язображепной на рнс. 28,5 а, па входе установлен повторитель напряжешгя на ОУ. ;,;; Это позволяет иск»1очизь влияние внутреннего сопротивления источника сигнала „:; ка работу УВХ. Однако в этой схеме большую погрешность вносят помехи, кото"!!:! рые проходят из пепи управления через емкость затвор-исток полевого трешзисто- ,,: ра' КТ2, Кроме того, па разряд конденсатора влияет нагрузка, подюпоченная ;.
я'.выходу клк>ча елроо ОУ ''ГЛ и Е, ь А С.рое ~':::-",,ерюе. тве.5» Схеме иоиивертируемоео УВХ на овном ОУ: о входным иовторитеием 1в) и е выхолпыи оовторихехем (о1 1'х х 305 Разд з б. Аналого-ци овыс и нкциоивльпыс стройствв Для устранения влияния нагрузки на разряд конденсатора можно использо., вать на выходе УВХ повторитель напряжения на ОУ, как показано тш рис. 28.5 6.
В этой схеме нагрузка подключается к выходу ОУ, а к емкости хранения подклго-:, чается вход ОУ, который имеет большое входное сопротивление. Для снижения помех из цепи управления ~коммутационных помех) в схеме: рис. 28.56 введен транзистор Р'72.
Во время выборки транзистор Ъ'12 заперт, ... а стабилитрон П) включен и напряжение на затворе меньше напряжения па стоке ' на напряжение стабилитрона 6),, При этом транзистор КТ) открывается и кон-': денсатор хранения С„, заряжается до напряжения и„„. Когда транзистор КТ2 открывается, схема переводится в режим храпения, ': Перепад напряжения, запирающего транзистор КТ), равен 62„, и не зависит от и„„,; Поэтому сигнал помехи, поступающий через емкость затвора, будет постоянным,' и его можно скомпенсировать регулировкой смещения нулевого уровня ОУ. Кро- ': ме этого, напряжение между затвором и истоком им =В в режиме хранения равно,:. нулю и, следовательно, ток утечки затвора будет минимальным. Схемы УВХ на двух ОУ приведены па рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
