Imkite ir palaikykite grandinę

„Sample and Hold“ grandinė ima mėginius iš analoginio įvesties signalo ir palaiko juos tam tikrą laiką, tada išleidžia mėginio įvesto signalo dalį. Ši grandinė yra naudinga tik imant keletą mikrosekundžių įvesties signalo.

Mėginio ir palaikymo grandinę sudaro perjungimo įtaisai, kondensatorius ir operacinis stiprintuvas. Kondensatorius yra mėginio ir palaikymo grandinės širdis, nes būtent jis turi mėginio įvesties signalą ir teikia jį išvestyje pagal komandos įvestį. Ši grandinė dažniausiai naudojama analoginiuose ir skaitmeniniuose keitikliuose tam tikriems įvesties signalo variantams pašalinti, kurie gali sugadinti konversijos procesą.

Toliau minima tipinė pavyzdžių ir palaikymo grandinės blokinė schema:

Paprastai įvesties įtampos signalas yra nuolat kintantis analoginis signalas. Komandos įvestis yra naudojama norint įjungti įvesties signalą ir palaikyti jį. Komandos įvestis yra ne kas kita, kaip įjungimo / išjungimo signalas, skirtas pradėti / sustabdyti įvesties signalo mėginių ėmimą, paprastai tai yra PWM. Atrankos ir laikymo procesas priklauso nuo komandos įvesties. Kai jungiklis yra uždarytas, imamas signalo pavyzdys, o jį atidarius grandinė palaiko išėjimo signalą. Jungiklio įjungimo / išjungimo būsena valdoma komandos įvestimi.

Ideali pavyzdžio ir palaikymo grandinės įvesties ir išvesties bangos forma pateikiama žemiau:

Iš pirmiau pateiktos diagramos galima aiškiai suprasti, kad ši grandinė ima įvesties signalo pavyzdžius, kol komandos įvestis yra aukšta, ir pakartoja tą patį pavyzdį išvestyje. Ir kai komandos įvestis yra LOW, ji palaiko paskutinį atrinkto signalo įtampos lygį.

Jei imituosime mėginio ir palaikymo grandinę, gausime aukščiau nurodytą bangos formą. Pabaigoje pateikiamas visas imties ir palaikymo grandinės modeliavimo vaizdo įrašas.

Reikalinga medžiaga

• uA741 Op-Amp IC
• 2N4339 N kanalo JFET
• Analoginės įvesties ir impulsų įvesties generatorius
• Rezistorius (10k, 10M)
• Diodas (1N4007)
• Kondensatorius (0.1uf - 1nos)

Grandinės schema

Norėdami suteikti analoginį signalą įvesties gnybte, galite naudoti 6-0-6 pakaitinį transformatorių. Norėdami pateikti impulsą ar PWM įėjimą į tranzistorių, galite naudoti 555 laikmačio IC, esant stabiliam režimui. Mums taip pat reikia nuolatinės srovės tiekimo, kad Vcc būtų tiekiamas „Op-amp IC“, kuris bus nuo +5 iki + 15 V.

Mėginio ir palaikymo grandinės darbas

Kaip galite grandinės schemoje, mes naudojome 2N4339 N kanalo JFET, op-amp ir kondensatorių. Komandos įvestis (PWM įvestis) yra prijungta prie 2N4339 tranzistoriaus vartų terminalo. Kaip galite grandinės schemoje, mes naudojome 2N4339 N kanalo JFET, op-amp ir kondensatorių. Komandos įvestis (PWM įvestis) yra prijungta prie 2N4339 tranzistoriaus vartų terminalo. Diodas 1N4007 taip pat yra sujungtas tarp komandos įvesties ir 2N4339 N kanalo JFET.

Dabar kyla klausimas, kodėl diodas yra prijungtas atvirkštine būsena? Leiskite man pateikti trumpą įvadą apie 2N4339. 2N4339 yra N kanalo JFET, turintis mažą triukšmą ir didelį prieaugį. 2N4339 atlieka (įjungia) tik tada, kai vartų-šaltinių įtampa yra nuo -0,3v iki -50v (maks.). Dabar pradinę komandų įėjimo įtampą nustatėme į -15 V, o impulsinę - iki 15 V. Taigi, kai komandos įėjimo įtampa yra neigiama, diodas bus nukreiptas į priekį, dėl kurio tranzistorius įsijungs ir atvirkščiai.

„Op-amp 741“ čia naudojamas kaip įtampos sekėjas, nes įtampos sekėjui paprastai būdinga didelė įėjimo varža ir maža išėjimo varža. Tai naudojama, kai įvesties signalas yra mažos srovės, nes įtampos sekėjas gali tiekti pakankamą srovę kitam etapui.

Taigi, kai komandos įvestis yra AUKŠTA, tranzistorius veikia kaip uždaras jungiklis ir šiuo metu kondensatorius pradeda krauti iki didžiausios vertės ir saugo įėjimo signalo pavyzdį, kai tranzistorius yra įjungtas. Dabar, kai komandos įvestis yra ŽEMA, tranzistorius veikia kaip atviras jungiklis, o kondensatorius patirs didelę impedanciją, todėl jis negali išsikrauti ir laiko tam tikrą laiką. Šis laikas žinomas kaip „ Laikymo laikotarpis“. Laikas, per kurį grandinė ima įvesties signalą, vadinamas mėginių ėmimo periodu.

Kai kurios mėginio ir sulaikymo grandinės programos

• ADC (Analog-to-Digital Conversion)
• DAC (skaitmeninis-analoginis konversija)
• In Analoginis demultipleksavimas
• Linijinėse sistemose
• Duomenų paskirstymo sistemoje
• Skaitmeniniuose voltmetruose
• Signalų konstrukcijos filtruose