Elektronikte, bir örnekleme ve tutma (S&H) devresi, sürekli değişen bir analog sinyalin voltajını almak için kullanılan ve değerini belirli bir süre için sabit bir seviyede kilitleyen analog bir cihazdır. Bu devreler, temel analog bellek cihazlarıdır. Değişim sürecine zarar verebilecek giriş sinyalindeki farklılıklardan kurtulmak için normalde ADC'de (analogdan dijitale dönüştürücüler) kullanılırlar. Örnek ve tutmanın tipik bir devresi, elektrik yükünü bir kapasitörde depolar ve en az bir anahtarlama cihazını bir alan etkili transistör geçiş ve genellikle bir op-amp (işlemsel amplifikatör) .
İ / p sinyalini örneklemek için anahtar, kapasitörü bir tampon yükselticinin o / p'si ile birleştirir. Bu amplifikatör amplifikatörleri kondansatör üzerindeki voltaj giriş voltajına neredeyse eşit veya orantılı olacak şekilde. Bekleme formunda, anahtar kondansatörü tampondan ayırır. Kapasitör her zaman kendi çıkış akımları ve yardımcı yük akımları ile boşaltılır, bu da devreyi esasen kararsız hale getirir, ancak belirli bir tutma süresindeki voltaj düşüşü uygun bir hata payı içinde kalır.
Örnekleme ve Tutma Devresi nedir?
Örnekleme ve tutma devresi bir elektronik devre kendisine verilen gerilim örneklerini bilgi olarak yapar ve bu noktadan itibaren bu örnekleri pozitif süre boyunca tutar. Örnekleme ve tutma devresinin i / p sinyalinin örneğini ürettiği zamana örnekleme zamanı denir. Buna uygun olarak, örneklenen değeri tuttuğu devre arasında geçen zaman uzunluğuna tutma süresi denir.
Örnekleme ve Tutma Devresi
Genel olarak, örnekleme süresi 1µs-14 µs arasındadır ve tutma süresi uygulamada gerekli olan herhangi bir değeri bekleyebilir. Kapasitörün örnekleme ve tutma devresinin çekirdeği olduğunu söylemek yanlış olmayacaktır. Bunun nedeni, kondansatörün anahtar açıldığında, yani örnekleme sırasında en yüksek değerine şarj olması ve anahtar kapatıldığında incelenen voltajı tutmasıdır.
Örnekleme ve Tutma Devre Şeması
Aşağıdaki devre şeması, bir Op-Amp yardımıyla örnekleme ve tutma devresini göstermektedir. Devre şemasından, iki op-amp'in bir anahtarla bağlandığı açıktır. Anahtar kilitlendiğinde örnekleme yöntemi görüntünün içine girecek ve anahtarın kilidi açıldığında tutma sonucu orada olacaktır. İkinci op-amp ile bağlantılı olan kapasitör, bir tutma kapasitöründen başka bir şey değildir.
Örnekleme ve Tutma Devresi
Bu örnekleme ve tutma devresini kullanarak analog sinyalin örneklerini ve ardından bir kondansatör alabiliriz. Bu örnekleri belirli bir süre tutar. Bunun sonucunda kararlı bir sinyal üretilir ve bu sinyalin yardımıyla dijital sinyale dönüştürülebilir. ADC (analogdan dijitale dönüştürücüler) .
Örnekleme ve Tutma Devresi Çalışması
Bu devrenin çalışması, çalışan bileşenleri kullanılarak basitçe anlaşılabilir. Örnekleme ve tutma devresini oluşturmak için ana bileşenler, bir N-kanal Geliştirme tipi MOSFET, bir kapasitör ve yüksek doğruluklu bir işlemsel amplifikatör içerir.
Anahtarlama elemanı olarak, N-kanal Geliştirme MOSFET'i kullanılır. Giriş voltajı, tahliye terminali aracılığıyla verilir ve kontrol voltajı da geçit terminali aracılığıyla verilir. Kontrol geriliminin + ve darbesi uygulandığında, MOSFET durumu etkinleştirilecek. Ve kapalı bir anahtar görevi görür. Tersine, kontrol voltajı hiçbir şey olmadığında, MOSFET devre dışı bırakılacak ve açık anahtar olarak çalışacaktır.
Op-Amp kullanarak Devre Örnekleyin ve Tutma
MOSFET kapalı bir anahtar olarak çalıştığında, ona tahliye terminali aracılığıyla verilen analog sinyal kondansatöre beslenecektir. Ardından kapasitör en yüksek değerine kadar şarj olur. Anahtar serbest bırakıldığında, kapasitör şarj etmeyi keser. Devre ucuna bağlanan yüksek empedans op-amp nedeniyle, kondansatör bu nedenle deşarj olamayacağı için yüksek empedans bilecektir.
Bu, şarjın kapasitör tarafından tam süre boyunca tutulmasına yönlendirir. Bu, elde tutma süresi olarak adlandırılabilir. Ve i / p gerilim örneklerinin üretildiği zaman örnekleme periyodu olarak adlandırılır. Bekletme süresi boyunca op-amp tarafından işlenen o / p. Bu nedenle, bekletme süresi Op-Amp'ler için geçerlidir.
Giriş ve Çıkış Dalga Formları
Aşağıdaki şemada açıklandığı gibi örnek ve tutma devresinin dalga formları. Devrenin dalga formundan, AÇIK periyodu sırasında o / p'deki voltajın ne olacağı açıktır. KAPALI dönemi boyunca op-amp'in o / p'sinde bulunan voltaj.
Giriş ve Çıkış Dalga Formları
Örnekleme ve Tutma Devre Uygulamaları
Örnekleme ve tutma devresinin uygulamaları aşağıdakileri içerir
- Örnekleme Osiloskopları
- Veri Dağıtım Sistemi
- Dijital Voltmetreler
- Analog Sinyal İşleme
- Sinyal Yapısal Filtreler
- Veri Dönüştürme Sistemi
Bu nedenle, bu tamamen örnekleme ve tutma devresiyle ilgilidir. Basit bir ifadeyle, bu devre analog i / p sinyalinin örneklerini üretir ve en son örneklenen değerleri kesin zaman için tutar ve bunu o / p'de kopyalar. Bu kavramı daha iyi anladığınızı umuyoruz. Ayrıca, bu konseptle ilgili herhangi bir sorunuz veya herhangi bir elektrik projesini uygulamak için lütfen aşağıdaki yorum bölümünde yorum yaparak geri bildiriminizi verin. İşte size bir soru, örnekleme ve tutma devresinin işlevi nedir?
