In de elektronica is een sample and hold (S & H) -circuit een analoog apparaat dat wordt gebruikt om de spanning van een constant veranderend analoog signaal op te nemen en de waarde gedurende een bepaalde minimale tijd op een stabiel niveau te vergrendelen. Deze circuits zijn de standaard analoge geheugenapparaten. Ze worden normaal gesproken gebruikt in ADC (analoog-naar-digitaal converters) om verschillen in het ingangssignaal weg te werken die het veranderingsproces kunnen beschadigen. Een typisch circuit van het monster en de houder slaat elektrische lading op in een condensator en bevat ten minste één schakelapparaat zoals een veldeffect transistor schakelaar en meestal een op-amp (operationele versterker)
Om het i / p-signaal te bemonsteren, verenigt de schakelaar de condensator met de o / p van een bufferversterker. Dit versterker versterkt de condensator zodat de spanning over de condensator bijna gelijk of evenredig is met de ingangsspanning. In hold-vorm scheidt de schakelaar de condensator van de buffer. De condensator wordt altijd ontladen door zijn eigen uitstroomstromen en nuttige belastingsstromen, wat de schakeling in wezen onstabiel maakt, maar de spanningsval in een bepaalde houdtijd blijft binnen een geschikte foutmarge.
Wat is Sample and Hold Circuit?
Het sample & hold-circuit is een elektronisch circuit waardoor de voorbeelden van de spanning die eraan zijn gegeven als informatie worden gegeven, en vanaf dat punt houdt het deze monsters voor de positieve tijd vast. De tijd waarin de sample- en hold-schakeling de sample van het i / p-signaal produceert, wordt de sample-tijd genoemd. Dienovereenkomstig wordt de tijdslengte van het circuit waarin het de bemonsterde waarde bevat, wachttijd genoemd.
Sample and Hold Circuit
Over het algemeen ligt de bemonsteringstijd tussen 1 µs-14 µs, terwijl de houdtijd elke waarde kan verwachten die nodig is in de toepassing. Het is niet verkeerd om te stellen dat de condensator de kern is van het sample and hold-circuit. Dit komt doordat de condensator erin wordt opgeladen tot zijn piekwaarde wanneer de schakelaar wordt geopend, d.w.z. tijdens het bemonsteren, en de geïnspecteerde spanning vasthoudt wanneer de schakelaar gesloten is.
Voorbeeld en houd schakelschema
Het onderstaande schakelschema toont het sample en hold-circuit met behulp van een Op-Amp. Uit het schakelschema blijkt duidelijk dat twee op-amps zijn verbonden via een schakelaar. Wanneer de schakelaar vergrendeld is, zal de bemonsteringsmethode in beeld komen en wanneer de schakelaar ontgrendeld is, zal het resultaat daar zijn. De condensator die is gekoppeld aan de tweede op-amp is niets anders dan een vasthoudcondensator.
Sample en Hold Circuit
Door dit sample and hold-circuit te gebruiken, kunnen we samples krijgen van het analoge signaal, gevolgd door een condensator. Het bevat deze monsters voor een bepaalde tijd. Hierdoor ontstaat een stabiel signaal dat met behulp van kan worden omgezet in het digitale signaal ADC (analoog naar digitaal converters)
Sample and Hold Circuit Working
De werking van dit circuit kan eenvoudig worden begrepen met behulp van de werkende componenten. De belangrijkste componenten om het sample en hold-circuit te bouwen, zijn onder meer een MOSFET van het type N-channel Enhancement, een condensator en een zeer nauwkeurige operationele versterker.
Als schakelelement wordt de N-channel Enhancement MOSFET gebruikt. De ingangsspanning wordt gegeven via de afvoeraansluiting en de stuurspanning wordt ook via de poortaansluiting gegeven. Wanneer de + ve puls van de stuurspanning wordt aangelegd, de MOSFET zal worden geactiveerd staat. En het werkt als een gesloten schakelaar. Aan de andere kant, wanneer de stuurspanning niets is, wordt de MOSFET gedeactiveerd en werkt deze als de open schakelaar.
Sample and Hold Circuit met Op-Amp
Wanneer de MOSFET als een gesloten schakelaar werkt, wordt het analoge signaal dat eraan wordt gegeven via de afvoeraansluiting naar de condensator gevoerd. Dan laadt de condensator op tot zijn piekwaarde. Wanneer de schakelaar wordt losgelaten, stopt de condensator met opladen. Vanwege de hoge impedantie op-amp die aan het circuituiteinde is aangesloten, zal de condensator een hoge impedantie kennen, hierdoor kan hij niet worden ontladen
Dit leidt naar het vasthouden van de lading door de condensator voor de exacte tijd. Dit kan de periode van bezit worden genoemd. En de tijd waarin monsters van i / p-spanning worden geproduceerd, wordt bemonsteringsperiode genoemd. De o / p verwerkt door op-amp gedurende de houdperiode. Dus de houdperiode heeft implicaties voor Op-Amps.
Ingangs- en uitgangsgolfvormen
De golfvormen van het sample en hold-circuit zoals uitgelegd in het volgende diagram. Het is duidelijk uit de golfvorm van de schakeling, dat tijdens de AAN-periode de spanning op de o / p zal zijn. Gedurende de UIT-periode de spanning die aanwezig is aan de o / p van de op-amp.
Ingangs- en uitgangsgolfvormen
Voorbeeld- en hold-circuittoepassingen
De toepassingen van sample en hold-schakeling omvatten de volgende
- Oscilloscopen bemonsteren
- Datadistributiesysteem
- Digitale voltmeters
- Analoge signaalverwerking
- Signaalconstructiefilters
- Dataconversiesysteem
Dit gaat dus allemaal over het sample en hold-circuit. In eenvoudige bewoordingen produceert dit circuit de samples van het analoge i / p-signaal en bewaart het de meest recente bemonsterde waarden voor een exacte tijd en repliceert het op de o / p. We hopen dat u dit concept beter begrijpt. Bovendien, alle vragen over dit concept of om elektrische projecten te implementeren, geef uw feedback door in het commentaargedeelte hieronder te reageren. Hier is een vraag voor u, wat is de functie van het sample en hold-circuit?
