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采样保持放大器
阅读:21959时间:2011-06-20 14:17:15

  采样保持放大器(采样/保持器)又称为采样保持电路。当对模拟信号进行A/D转换时,需要一定的转换时间,在这个转换时间内,模拟信号要保持基本不变,这样才能保证转换精度。采样保持电路即为实现这种功能的电路。采样保持放大器用于信号处理系统、事件分析和许多其它应用中。

概述

  在A/D转换过程中。必需保持输入信号不变,才能得到正确的转换结果。当要同时采集多个传感器信号时,需一种电路将各传感器同一时刻的信号保持住,然后通过共用A/D转换器进行转换并送入内存,这种电路就是采样保持器。又简称S/H。

  在输入逻辑电平控制下出于“采样”或“保持”两种工作状态。“采样”状态下电路的输出跟踪输入模拟信号,在“保持”状态下电路的输出保持前次采样结束时刻的瞬时输入模拟信号,直至进入下一次采样状态为止。

原理

  工作原理:

采样保持放大器的原理

  采样期:当控制信号使模拟开关S闭合时,输入信号Vi经输入放大器与保持电容相连,输出电压Vo可随输入信号Vi变化,电容上的电压与输入电压相同。

  保持期:当控制信号使模拟开关断开时,电容只与放大器N2高阻输入端相连,这可以保持模拟开关断开前瞬间的输入信号Vi的值不变,输出放大器因此也可在相当长时间保持一个恒定输出值不变,直至模拟开关再次闭合。

  由下图可知,采样脉冲的频率fs(fs=1/Ts)越高,采样越密,采样值越多,采样信号的包络线越接近输入信号的波形.假设输入信号的频率为fm,则根据采样定理知:当采样频率fs>2fm时,采样信号可正确反映输入信号。

采样保持放大器输出随输入变化的波形图

结构

  1、串联型

串联型采样保持放大器

  2、反馈型

反馈型采样保持放大器

  3、电容校正型

电容校正型采样保持放大器

常用的

  1、LF198,LF298,LF398

  LF198,LF298,LF398是单片采样保持器芯片,其内部结构和外部引脚如下图所示:

LF198,LF298,LF398

  1)3为模拟量输入端;

      2)5为模拟量输出端;

  3)7,8分别为逻辑信号和逻辑参考电平端:(8为加高电平则采样,加低电平则保持);

  4)6为保持电容连接端,用以外接保持电容;5)2为调零端;

  6)1,4为电源,范围为±5V - ± 18V。

  2、LF198,LF298,LF398主要性能:

  1)LF198,LF298,LF398具有采样速度高,保持电压下降速度慢,以及精度高等特点.

  2)其采样时间小于6ms时精度可达到0.01%,

  3)在保持电容为1 mF时,下降速率为5mV/min,

  4)作单位增益跟随器工作时,直流增益精度为0.002%,

  5)输入阻抗为1010W,与高阻抗信号相连也不会影响精度。

典型应用

  采样保持器的逻辑输入端(8)引脚应与微机的用户口连接,微机通过并行口控制,使采样保持器8引脚高则采样,低则保持。达到控制采样保持器的目的。(7)引脚接地,(6)引脚接保持电容.(1,4)引脚为电源,(3)引脚接输入信号,(5)引脚接输出信号.

采样保持放大器的典型应用

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