Ukázka a podržení - Sample and hold

Zjednodušené schéma zapojení a podržení obvodu. AI je analogový vstup, AO - analogový výstup, C - řídicí signál.

Ukázkové časy.

Ukázka a podržení.

Ukázkový integrovaný obvod ( Tesla MAC198)

V elektronice , je vzorkovací (také známý jako vzorek a následné) obvodu je analogové zařízení , které vzorky (zachycuje, se) Tento napětí na plynule se měnící analogový signál a má (zámky, zamrzne) jeho hodnotu na konstantní úrovni pro stanovené minimální časové období. Obvody vzorkování a zadržení a související detektory špiček jsou základní analogová paměťová zařízení. Obvykle se používají v analogově-digitálních převaděčích k eliminaci variací vstupního signálu, které mohou narušit proces převodu. Používají se také v elektronické hudbě, například k poskytnutí náhodné kvality postupně přehrávaným notám.

Typický obvod vzorkování a udržování uchovává elektrický náboj v kondenzátoru a obsahuje alespoň jedno spínací zařízení, jako je například FET (tranzistor s efektem pole) a obvykle jeden operační zesilovač . Pro vzorkování vstupního signálu přepínač připojuje kondenzátor k výstupu vyrovnávacího zesilovače . Vyrovnávací zesilovač nabíjí nebo vybíjí kondenzátor tak, že napětí na kondenzátoru je prakticky stejné nebo úměrné vstupnímu napětí. V režimu přidržení vypínač odpojí kondenzátor od vyrovnávací paměti. Kondenzátor je vždy vybit svými vlastními svodovými proudy a užitečnými zatěžovacími proudy, díky nimž je obvod ve své podstatě nestálý , ale ztráta napětí ( úbytek napětí ) ve stanovené době výdrže zůstává v rámci přijatelné meze chyby pro všechny aplikace kromě těch nejnáročnějších.

Účel

Vzorkovací a zadržovací obvody se používají v lineárních systémech. U některých druhů analogově-digitálních převaděčů je vstup srovnáván s napětím generovaným interně z digitálně-analogového převaděče (DAC). Obvod zkouší řadu hodnot a zastaví konverzi, jakmile jsou napětí stejná, v rámci určité definované chybové hranice. Pokud by se během tohoto procesu srovnání mohla změnit vstupní hodnota, výsledný převod by byl nepřesný a pravděpodobně nesouvisí se skutečnou vstupní hodnotou. Takové postupné aproximační převaděče budou často zahrnovat vnitřní obvody vzorkování a zadržení. Kromě toho se často používají obvody vzorkování a zadržení, když je třeba měřit více vzorků současně. Každá hodnota je vzorkována a držena pomocí běžných vzorkovacích hodin.

U prakticky všech komerčních displejů s aktivní matricí z tekutých krystalů založených na TN, IPS nebo VA elektrooptických LC článcích (s výjimkou bistabilních jevů) představuje každý pixel malý kondenzátor, který musí být pravidelně nabíjen na úroveň odpovídající hodnotě ve stupních šedi (kontrast) požadovaný pro obrazový prvek. Za účelem udržení úrovně během skenovacího cyklu (periody snímku) je paralelně ke každému LC pixelu připojen další elektrický kondenzátor, který lépe drží napětí. Přepínač FET tenké fólie je určena pro výběr konkrétního LC pixel a nabít obrazové informace za to. Na rozdíl od S / H v obecné elektronice neexistuje žádný výstupní operační zesilovač a žádný elektrický signál AO. Místo toho náboj na zadržovacích kondenzátorech řídí deformaci molekul LC a tím i optický efekt jako jeho výstup. Vynález tohoto konceptu a jeho implementace v tenkovrstvé technologii byl oceněn medailí IEEE Jun-ichi Nishizawa .

Vzorek a vzorník držení na syntetizátoru Korg ARP Odyssey .

Během skenovacího cyklu obraz nenásleduje vstupní signál. To nedovolí osvěžení oka a může to vést k rozmazání během pohybových sekvencí, je také viditelný přechod mezi snímky, protože podsvícení je neustále osvětleno, což přispívá k zobrazení pohybového rozmazání .

Obvody vzorkování a zadržení se také často nacházejí na syntetizátorech , buď jako diskrétní modul, nebo jako integrální součást. Používají se k odběru periodických vzorků příchozího signálu, obvykle jako zdroj modulace pro ostatní komponenty syntetizátoru. Když je obvod vzorkování a přidržení zapojen do generátoru bílého šumu, výsledkem je posloupnost náhodných hodnot, které - v závislosti na amplitudě modulace - lze použít k zajištění jemných variací signálu nebo divoce se měnících náhodných tónů.

Implementace

Aby bylo vstupní napětí co nejstabilnější, je nezbytné, aby kondenzátor vykazoval velmi malý únik a aby nebyl dostatečně zatěžován, což vyžaduje velmi vysokou vstupní impedanci .

Viz také

• Převodník analogového signálu na diskrétní časový interval

Poznámky

Reference

• Paul Horowitz, Winfield Hill (ed. 2001). Umění elektroniky . Cambridge University Press. ISBN   0-521-37095-7 .
• Alan P. Kefauver, David Patschke (2007). Základy digitálního zvuku . AR Editions, Inc. ISBN   0-89579-611-2 .
• Výukový program Analog Devices 21 page "Sample and Hold Amplifiers" http://www.analog.com/static/imported-files/tutorials/MT-090.pdf
• Ndjountche, Tertulien (2011). Analogové integrované obvody CMOS: Vysokorychlostní a energeticky efektivní design . Boca Raton, FL, USA: CRC Press. p. 925. ISBN   978-1-4398-5491-4 .
• Aplikace monolitického vzorku a zadržení zesilovačů-Intersil