Dispositivo de muestreo y retención

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Un circuito de muestreo y retención en electrónica es un circuito que almacena el voltaje en la entrada en un momento determinado. Es un componente de la mayoría de los convertidores de analógico a digital .

Dispositivo

El dispositivo de muestreo y retención tiene una entrada analógica, una salida analógica y una entrada de control de control de llave electrónica .

El elemento de almacenamiento en el dispositivo de muestreo y retención es un condensador eléctrico , comúnmente denominado "condensador de almacenamiento". Se utiliza una llave electrónica para recargar el condensador. Los transistores de efecto de campo de puerta aislada se usan comúnmente como una llave electrónica .

Para garantizar una entrada alta y una impedancia de salida baja , se utilizan seguidores de voltaje de búfer con una impedancia de entrada alta. El seguidor de búfer de entrada desacopla la fuente de señal del condensador de retención y el amplificador de búfer de salida desacopla el capacitor del sumidero de señal en modo de retención.

Cuando la llave está cerrada, el capacitor se recarga a un nuevo valor de voltaje: el voltaje de salida del seguidor de entrada, prácticamente, hasta el error del seguidor, igual a la señal de entrada, si la duración del estado cerrado de la llave es mucho más larga que la constante de tiempo de recarga del condensador. La recarga se produce con una constante de tiempo : ${\ estilo de visualización \ tau _ {t}}$

\tau _{t}=(r_{o}+r_{hijo})\cdot C,

donde es la impedancia de salida del seguidor del búfer de entrada;

{\ Displaystyle r_ {o}}

r_{hijo}

- resistencia de la llave en estado abierto;

C

es la capacitancia del capacitor de almacenamiento.

En el modo de almacenamiento, el interruptor está abierto y el capacitor se recarga lentamente a través de la resistencia de fuga dieléctrica del capacitor , la resistencia de llave cerrada y la resistencia de entrada del seguidor del búfer de salida con una constante de tiempo conectada en paralelo : ${\ Displaystyle r_ {l}}$ $r_{soff}$ $Rhode Island}$ ${\ estilo de visualización \ tau _ {h}}$

\tau _{h}=(r_{l}||r_{soff}||r_{i})\cdot C,

dónde

r_{l}||r_{soff}||r_{i}=1/(1/r_{l}+1/r_{soff}+1/r_{i}).

Para recargar rápidamente el capacitor durante el muestreo, es ventajoso elegir la capacitancia del capacitor lo más pequeña posible, pero, por otro lado, con una capacitancia pequeña, la precisión del dispositivo en modo de almacenamiento se deteriora, ya que la señal de salida lentamente. "grima". Para eliminar este inconveniente, recurren a la conexión en serie de 2 dispositivos similares de muestreo y retención, en el primero de los cuales se usa un capacitor de baja capacidad y en el segundo, uno grande [1] .

Algoritmo de operación

El dispositivo de muestreo y retención puede operar en uno de dos modos, dependiendo del voltaje en la entrada de control [2] :

modo de seguimiento _ _
modo de almacenamiento (modo de retención ing. )

En el modo de seguimiento, la salida del dispositivo de muestreo y retención es la misma que la entrada. En el modo de almacenamiento, el voltaje en la salida del dispositivo es constante e igual al voltaje en la entrada del dispositivo en el momento en que cambia al modo de almacenamiento.

A veces se hace una distinción entre un circuito de muestreo y retención y un circuito de seguimiento y retención . La única diferencia entre ellos radica en el método de aplicación: en el primer caso, la llave se cierra durante el tiempo mínimo suficiente para cargar el condensador; en el segundo caso, la llave permanece cerrada durante bastante tiempo [3] .

Aplicación

Para el correcto funcionamiento de la mayoría de los circuitos de conversión de analógico a digital, se requiere, especialmente para los ADC balanceados en serie , que el voltaje de entrada permanezca sin cambios durante un cierto tiempo, llamado ( tiempo de conversión ). Dado que la señal de entrada puede cambiar durante el tiempo de conversión, se fija mediante un dispositivo de muestreo y retención.

La mayoría de las veces, el dispositivo de muestreo y retención está integrado en el mismo chip con el ADC, pero también hay microcircuitos especializados que realizan esta función.

Véase también

Circuitos Condensadores Conmutados

Notas

↑ Gutnikov V.S. Electrónica integrada en dispositivos de medición / 2.ª ed., Revisada. y adicional .. - L . : Energoatomizdat. Leningrado. departamento, 1988. - 304 p.
↑ MT-090: Amplificadores de muestra y retención Archivado el 20 de marzo de 2012 en Wayback Machine en el sitio web de Analog Devices .
↑ Aplicaciones de amplificadores monolíticos de muestreo y retención (enlace no disponible) .