采样保持器分析VIP免费

数据采集与处理技术第5章采样/保持器主要内容采样/保持器的工作原理采样保持器的类型和主要性能参数系统采集速率与采样/保持器的关系采样保持器使用中应注意的问题5.1概述模拟信号通过A/D转换器转换为数字信号需要一定的转换时间模拟信号在A/D转换器转换过程中要基本保持不变，否则转换精度没有保证，尤其在输入信号频率较高时，会造成很大的转换误差解决办法：提高A/D转换器的转换速度，减小转换时间通过某种器件将某时刻的模拟信号保持住，然后再由A/D转换器进行转换5.2采样/保持器的工作原理采样/保持器是一种具有信号输入、信号输出以及由外部指令控制的模拟门电路，主要由模拟开关、电容和缓冲放大器组成，一般结构形式如图所示模拟输入信号Ui驱动信号CHUCAUOK模拟地5.2采样/保持器的工作原理t1时刻之前，开关闭合，模拟信号对电容进行充电，电容电压随模拟信号电压变化，跟踪期；t1时刻，开关断开，电容电压为断开瞬间的模拟信号电压，保持期；模拟输入采样输出控制信号t1t2t3t45.2采样/保持器的工作原理采样保持器是一种用逻辑电平控制其工作状态的器件，它有两个稳定状态：跟踪状态保持状态采样保持器的作用“稳定”快速变化的输入信号，以利于减少采样误差储存模拟多路开关输出的模拟信号，有利于提高多路信号采集速率影响采样保持器精度的因素电容的电容值电容值过大，时间常数大，对高频信号的跟踪能力差漏电流漏电流影响电压的保持负载的阻抗阻抗太小也会引起保持信号电平的变化减小影响因素的措施输入输出缓冲，减少信号源的输出阻抗，增加负载的输入阻抗选择适当的电容值，保证时间常数适中选用泄漏小的电容5.3.1采样/保持器的类型采样保持器按结构可以分为两种类型：串联型和反馈型串联型采样保持器的结构优点：结构简单缺点：失调电压为两个运放失调电压之和，影响采集精度，跟踪速度较低＋－＋－UiUOA2A1UKKCH5.3.1采样/保持器的类型反馈型采样保持器采样精度高于串联型跟踪速度较快＋－＋－UiUOA2A1UKK1CHK2－＋－＋eOS1eOS2R5.3.2采样保持器的主要性能参数孔径时间tAP是指保持指令给出瞬间到模拟开关有效切断所经历的时间。由于孔径时间的存在，采样保持器实际保持的输出值与希望的输出值之间存在一定的误差，该误差称为孔径误差tU0模拟输入信号实际的输出希望的输出孔径误差ΔtAPtSTt1t2tACtAP保持保持跟踪5.3.2采样保持器的主要性能参数孔径不定ΔtAP指孔径时间的变化范围孔径时间体现的是采样时刻的延迟，而孔径不定是对这个延迟的变化的描述孔径时间从理论上说可以用改变采样时刻的方式消除，而孔径不定则会对采样的精度及频率产生影响孔径时间是对具体的一次采样个体的描述，而孔径不定则是对孔径时间的一个总体上的描述5.3.2采样保持器的主要性能参数捕捉时间tAC是指当采样保持器从保持状态转到跟踪状态时，采样保持器的输出从保持状态的值变到当前的输入值所需的时间捕捉时间不影响采样精度，但对采样频率的提高有影响产品手册上给出的捕捉时间通常是指采样保持器在输出为－FSR，而保持结束时输入已变至＋FSR情况下的捕捉时间5.3.2采样保持器的主要性能参数保持电压的下降当采样保持器处在保持状态时，由于电容的漏电流使保持电压值下降，下降的值随保持时间的增大而增加，通常用保持电压的下降率来表示)()()/(pFCpAIsVTUH5.3.2采样保持器的主要性能参数馈送在采样保持器处在保持状态时，保持电容上的电压应与输入电压变化无关。但实际上由于模拟开关存在寄生电容的缘故，输入电压的交流分量将通过寄生电容而引起输出电压的微小变化模拟输入信号UiCHUCAUOK模拟地CS5.3.2采样保持器的主要性能参数跟踪到保持的偏差指跟踪最终值与建立保持时的保持值之间的偏差电压这种偏差是电荷转换误差补偿后剩余的误差，与输入信号有关，是不可预估的误差电荷转移偏差这种偏差是在保持状态时，电荷通过寄生电容转移到保持电容器上引起的，可通过加大保持电容容量来克服5.4系统采集速率与采样保持器的关系系统采集速率与A/D转换器的转换时间和...