Uzorak i zadržavanje kruga

Krug za uzorkovanje i zadržavanje uzima uzorke iz analognog ulaznog signala i zadržava ih određeno vrijeme, a zatim daje uzorkovani dio ulaznog signala. Ovaj je krug koristan samo za uzorkovanje nekoliko mikrosekundi ulaznog signala.

Krug za uzorkovanje i zadržavanje sastoji se od sklopnih uređaja, kondenzatora i operativnog pojačala. Kondenzator je srce kruga uzorkovanja i zadržavanja, jer je taj koji drži uzorkovani ulazni signal i daje ga na izlazu prema ulaznom nalogu. Ovaj se krug uglavnom koristi u analogno-digitalnim pretvaračima za uklanjanje određenih varijacija ulaznog signala, što može oštetiti postupak pretvorbe.

Tipični blok dijagram kruga uzorkovanja i zadržavanja spomenut je u nastavku:

Općenito primijenjeni signal ulaznog napona je analogni signal koji se neprestano mijenja. Ulaz naredbe je omogućen za aktiviranje uzorkovanja i zadržavanja ulaznog signala. Ulaz naredbe nije ništa drugo nego signal uključivanja / isključivanja za pokretanje / zaustavljanje uzorkovanja ulaznog signala, to je obično PWM. Postupak uzorkovanja i zadržavanja ovisi o ulazu naredbe. Kada je sklopka zatvorena, signal se uzorkuje, a kada se otvori krug drži izlazni signal. Uvjetom uključivanja / isključivanja prekidača upravlja se ulaznim naredbama.

Idealan ulazni i izlazni valni oblik kruga uzorka i zadržavanja dan je u nastavku:

Iz gornjeg dijagrama jasno se može razumjeti da ovaj krug uzima uzorke ulaznog signala za vrijeme dok je naredba Ulaz velika i replicira isti uzorak na izlazu. A kada je ulaz naredbe LOW, zadržava zadnju razinu napona uzorkovanog signala.

Ako simuliramo naš krug uzorkovanja i zadržavanja, dobit ćemo gornji valni oblik. Kompletni videozapis simulacije kruga uzorka i zadržavanja dat je na kraju.

Potreban materijal

• uA741 Op-Amp IC
• 2N4339 N-kanalni JFET
• Generator analognog ulaza i impulsnog ulaza
• Otpornik (10k, 10M)
• Dioda (1N4007)
• Kondenzator (0,1 uf - 1nos)

Kružni dijagram

Za pružanje analognog signala na ulaznom terminalu možete koristiti 6-0-6 silazni transformator. A za davanje impulsa ili PWM ulaza tranzistoru možete koristiti 555 IC timer u stabilnom načinu rada. Također nam je potrebna istosmjerna opskrba za pružanje Vcc-a na op-amp IC koji će biti u rasponu od +5 do + 15V.

Rad kruga za uzorkovanje i zadržavanje

Kao što možete na shemi spojeva, koristili smo 2N4339 N-kanalni JFET, opcijsko pojačalo i kondenzator. Naredbeni ulaz (PWM ulaz) spojen je na izlazni terminal tranzistora 2N4339. Kao što možete na shemi spojeva, koristili smo 2N4339 N-kanalni JFET, opcijsko pojačalo i kondenzator. Naredbeni ulaz (PWM ulaz) spojen je na izlazni terminal tranzistora 2N4339. Dioda 1N4007 također je povezana između ulaza naredbe i 2N4339 N-kanala JFET.

Sad se postavlja pitanje zašto je dioda spojena u obrnutom stanju? Dopustite mi da vam dam kratki uvod o 2N4339. 2N4339 je N-kanalni JFET s malim šumom i velikim pojačanjem. 2N4339 provodi (UKLJUČUJE) samo kad je napon od vrata do izvora u rasponu od -0,3 do 50 v (max). Sada smo postavili početni napon naredbenog ulaza na -15V, a impulsni napon na 15V. Dakle, kad god je ulazni napon naredbe negativan, dioda će biti pristrana prema naprijed što dovodi do uključivanja tranzistora i obrnuto.

Op-amp 741 ovdje se koristi kao sljednik napona, jer sljednik napona uglavnom ima visoku ulaznu i malu izlaznu impedansu. To se koristi kada je ulazni signal slabe struje jer sljedbenik napona može opskrbiti dovoljnom strujom za sljedeću fazu.

Dakle, kad god je naredbeni ulaz VISOK, tranzistor radi kao zatvoreni prekidač i u ovom trenutku kondenzator se počinje puniti do svoje vršne vrijednosti i pohranjuje uzorak ulaznog signala za vrijeme kada je tranzistor u stanju rada. Kad je ulaz naredbe LOW, tranzistor radi kao prekidač i kondenzator će doživjeti visoku impedansu i zbog toga se ne može isprazniti i zadržava naboj određeno vrijeme. Ovo je vrijeme poznato kao razdoblje zadržavanja. I, vrijeme tijekom kojeg krug uzorkuje ulazni signal naziva se Razdoblje uzorkovanja.

Neke primjene kruga uzorkovanja i zadržavanja

• ADC-ovi (analogno-digitalna konverzija)
• DAC-ovi (digitalno-analogna konverzija)
• U Analognom demultipleksiranju
• U linearnim sustavima
• U sustavu za distribuciju podataka
• U digitalnim voltmetrima
• U Signalnim konstrukcijskim filtrima