3.1、采样保持电路
电荷转移 电容翻转 采样保持电路
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采样保持电路
一、采样保持电路结构的选择常见的采样保持结构有以下两种：图1、电荷传输型采样保持电路图2、电容翻转型采样保持电路图3、图1，图2所用的时钟信号工作原理：一、电荷传输型采样保持电路首先Φ1、Φ1’为高电平，采样电容CS 对输入信号进行采样，然后Φ1’比Φ1提前0.4ns 进入下降沿，此时x 点为高阻状态，故当Φ1变为低电平，即ks1开关关断时，x 点不再导通，即抑制了开关ks1的电荷注入效应。
当Φ2为高电平的时候，Φ1、Φ1’此时为低电平，电路进入保持状体。
CS 上的差分电荷就传到了Cf 上，此时差分输出电压即为差分输入电压（CS=Cf ）。
二、电容翻转型采样保持电路首先Φ1、Φ1’为高电平，采样电容CS 对输入信号进行采样，然后Φ1’比Φ1提前0.4ns 进入下降沿，此时x 点为高阻状态，故当Φ1变为低电平，即ks1开关关断时，x 点不再导通，即抑制了开关ks1的电荷注入效应。
当Φ2为高定平时，采样电容C 的左端接放大器的输出端，因为输出共模电平等于输入共模电平，所以采样保持电路的输出等于采样保持电路的输入。
对两种结构进行对比。
1、 所需放大器的带宽。
为简化分析我们将其简化为单极点系统，则放大器的传输函数为：()1A A S sω=+ (1)式中：A 表示低频增益，0ω为3dB 带宽。
将放大器接成闭环后，其闭环传输函数为：00/(1/)/(1)()1/(1)11/A s A fA Ac S Af s fA s ωωω++==++++ （2） 其中f 为反馈系数。
则该闭环系统的时间常数为： τ=01/fA ω= 1/n f ω (3) 其中n ω为运放的单位增益带宽对于单位阶跃输入信号，闭环系统输出阶跃响应为： Vout （t ）= /1(1)()t e u t f-τ- （4）同样我们要求输出的误差必须小于1/2LSB ，得/t e -τ<112N + (5)从（3）、（5）我们可得11ln 2N n pft ω+>（6） 其中p t 为信号建立时间，大约为3/8T 。
采样保持电路
一、采样保持电路的引入在A/D转换期间，为了使输入信号不变，保持在开始转换时的值，通常要采用一个采样保持电路。
对于MCS-96单片机的A/D转换器，启动转换实际上是把采样开关接通，进行采样，过一段时间后，开关断开，采样电路进入保持模式，才是A/D真正开始转换二、采样保持电路的原理A/D转换需要一定时间，在转换过程中，如果送给ADC的模拟量发生变化，则不能保证精度。
为此，在ADC前加入采样保持电路，如图下所示。
采样保持电路有两种工作状态：采样状态和保持状态。
1、采样状态：控制开关K闭合，输出跟随输入变化。
2、保持状态：控制开关K断开，由保持电容C维持该电路的输出不变。
运算放大器A2：典型的跟随器接法。
输入阻抗：高阻。
保持状态（K分）下Ch放电小，保持电压不变。
输出阻抗：小。
采样保持电路的负载能力大。
运算放大器A1：K闭合时为跟随器。
（不关心K断开的情况）。
输入阻抗：高阻。
对输入信号的负载能力要求小。
输出阻抗：小。
采样状态时，Ch上的电压快速跟随输入变化。
控制开关K：由接口电路控制。
三、采样采样脉冲的频率由下图可知,采样脉冲的频率ｆｓ(ｆｓ=1/Tｓ)越高,采样越密,采样值越多,采样信号的包络线越接近输入信号的波形.假设输入信号的最高频率为ｆｍ,则根据采样定理知:当采样频率ｆｓ＞2ｆｍ时,采样信号可正确反映输入信号。
通常对直流或缓变低频信号进行采样时可不用采样保持电路。
三、加入S/H后模／数转换控制过程加入S/H后，整个模/数转换过程如下图所示。
1、CPU经接口电路使K闭合（启动采样）。
2、CPU经接口电路使K断开（保持）。
（*）3、CPU向ADC发出启动转换信号（转换或称量化）。
（*）4、查询A/D转换完成否，或使用中断方式。
5、读取转换后的数字。
6、在实际硬件设计中，一般第②、③步设计为用一条指令完成。
四、多路转换模拟开关1、原理由于计算机在任一时刻只能接收一路模拟量信号的采集输入，当有多路模拟量信号时需通过模拟转换开关，按一定顺序选取其中一路进行采集。
采样保持电路名词解释，采样保持器作用是什么？一文给你讲清楚
采样保持电路名词解释，采样保持器作用是什么？一文给你讲清楚主要是关于：采样保持名词解释、采样保持电路工作原理、采样保持电路功能、采样保持电路作用以及采样保持电路设计。
一、采样保持名词解释采样保持电路从模拟输入信号中提取样本并将它们保持特定时间段，然后输出输入信号的采样部分。
采样保持电路仅适用于对几微秒的输入信号进行采样。
采样保持电路由开关器件、电容和运算放大器组成。
电容是采样和保持电路的核心，因为它是保持采样输入信号并根据命令输入将其提供到输出端的电路。
采样电路主要用于模数转换器，以消除输入信号中的某些变化，这些变化可能会破坏转换过程。
最简单的采样保持电路原理图如下图所示。
最简单的采样保持电路•Vs：输出信号•C：电•S：作为开关工作的 MOS 晶体管•Va：输入信号二、采样保持电路典型的采样保持电路框图如下：采样保持电路框图一般施加的输入电压信号是连续变化的模拟信号。
提供命令输入来触发输入信号的采样和保持。
命令输入只不过是一个开/关信号，用于开始/停止输入信号的采样，一般是PWM。
采样和保持过程取决于命令输入。
当开关闭合时，信号被采样，当它打开时，电路保持输出信号。
开关的开/关状态由指令输入控制。
时钟脉冲激活开关(S)。
根据时钟脉冲，输入信号被采样或保持为最近采样的值。
当时钟脉冲为高电平时对输入信号进行采样，并在时钟脉冲为低电平时保留这些值。
该电路可以在两种模式下工作，这取决于采样和保持时钟信号的逻辑电平。
时钟切换的输入脉冲和电路的输出如下图所示。
开关时钟脉冲和电路输出三、采样保持电路功能及工作原理采样保持电路的工作原理可以通过其组件的工作原理来简单理解。
构建采样保持电路的主要部件包括一个 N 沟道增强型 MOSFET、一个电容和一个高精度运算放大器。
作为开关元件，使用了 N 沟道增强型 MOSFET。
输入电压通过其漏极端子给出，控制电压也通过其栅极端子给出。
当施加控制电压的+ve 脉冲时，MOSFET将处于激活状态。
3.1、采样保持电路
第三章高性能的ADC和DAC模数转换时一种将模拟输入信号转换成N位数字输入信号的技术。
在进行AD转换时通常需要输入信号保持不变，才能保证转换的正确性。
因此需要对输入信号进行采样和保持。
先介绍采样和保持放大器(简称采保)。
问题：一般在哪几种情况下必须使用采保？3.1采样与保持放大器(Sample & Hold Amplifier)1.框图采样与保持放大器是一种具有2个输入(信号输入和控制输入)，一个输出的电路。
两种工作模式(1)采样Sample(跟踪Track)模式：输出精确地跟踪输入的变化，直到出现保持命令。
(2)保持模式(Hold)：输出保持控制命令出现时刻的输入信号的最终值。
2.S/H放大器的用途(1)最主要的用途：作为ADC的驱动器。
如：逐次比较和分量程ADC都要求在数模转换期间输入信号保持不变(像直流)。
(2)多通道同步采样系统。
(3)峰值检波器，延迟线。
3.S/H放大器的基本电路电路构成：四部分。
输入放大器A1，储能元件(保持电容，外接)C，输出缓冲器A2和开关驱动器(1)储能元件：是S/H放大器的心脏，其上的电压在保持期间要求基本不变，在采样期间要能精确跟踪输入信号的变化。
(2)输入放大器：要求具有高输入阻抗，以减少对前级影响。
其输出可作为一个低输出阻抗的信号源，用来对保持电容充电。
(3)输出放大器：要求其输入阻抗极高，以减少保持期间对保持电容的放电。
(4)开关驱动器：用来切换两种工作模式。
要求导通时开关内阻小，关断时阻抗大。
保持电容的容值：大，利于保持不利于跟踪；小，利于跟踪不利于保持；4.S/H放大器的技术指标分两种模式来讨论技术指标，分为静态和动态两类。
(1)跟踪模式(和普通的放大器一样)1)失调：对零输入，输出随时间和温度对零点的偏移。
2)非线性：输出作为输入的函数，该曲线对理想直线的偏差，一般用满标度的百分数表示。
3)增益：输入到输出的直流传递函数的值。
4)调整时间：输入为满标度阶跃信号时输出达到规定的满标度范围内所要求的时间(也称为：acquisition time)。
采样保持电路
图3-4 AD590的外形及符号 (a) TO-52封装的外形；(b) 符号。
3.2.2 传感器应用实例
1、 AD590电流输出式精密集成温度传感器 下图电路可以测量千米之外的温度。 AD590输出电流经屏蔽线、1k电阻，产生 1mV的电压加在放大器的输入正端，屏蔽线两
其温度测量范围为25℃～+100℃，响应的频率 输出为25Hz～1000Hz。图中由5k电位器来调整， 使100℃时电路输出为1000Hz。
3.2.2 传感器应用实例
2、LM35系列电压输出式集成温度传感器 2）温度/频率变换电路
图3-8 温度/频率变换电路
§3.3 模拟信号放大电路
3.3.1 模拟信号放大及集成运放简介 1、集成运放简介
Avf
R1 Rw2
R
Avf
R2 Rw2
R
3.3.2 放大电路实例
5、程控放大器量程自动切换 当被测参数动态范围较宽时，为保证或提 高测量精度，必须进行量程的切换。用程控 放大器能进行量程自动切换。图3-18为实 现这一任务的原理图。 若图中放大器增益为1、10、100三档，则 可以用软件实现量程的自动切换，其程序框 图如下：
LM124：为军品，工作温度范围为-55℃～125℃； LM224：为工业用品，工作温度范围为-25℃～85℃； LM324：为民用品，工作温度范围为0℃～70℃。
3.3.1 模拟信号放大及集成电路运放简介
1、集成运放简介 作为简单的小信号放大电路有下图两种基本接法：
图3-11 用集成运放实现小信号放大电路 (a) 同相放大器 (b) 反相放大器。
采样保持电路
➢ 在这种条件下，V1的漏电流大约减小两个数量级。
-E
V ui
R V1
∞
-
+
+N
uo
C
Uc
➢ 可见采用V1后能将V与存储电容C隔离， ➢ 一方面使V的漏电流不流经存储电容， ➢ 另一方面又有效地降低了V1的漏流，从而提高了存储电容的
保持精度。
二、采样保持实用电路
（2）电容校正方法 ➢ 应用补偿电容C1来减小开关漏电流及运算放大器偏
对采样保持电路的主要 要求：
基本原理
精度和速度，充电快、 放电慢
导通电阻、截止电 阻、延迟时间
∞
-
+Biblioteka ui+ N1
∞
-
S
+
+
C UC
为提高实际电路的精度 和速度，需同时从元件 和电路两方面着手解决。
uo
带宽，上升速 率、最大输出 电流和漂移
漏电流
输入阻抗、上升速 率、漂移
采样保持电路
基本原理
采样保持电路的主要性能指标： 捕捉时间：从发出采样指令的时刻起，到输出值达到
处于采样状态，等效电路如图。
Uc
R1
VD1
VD2 V2
C1
V1
∞
∞ -
R2
+
R3 V
-
+
+ N2
uo
ui
+ N1
C
二、采样保持实用电路
当Uc为高电平时：
Ron2
C1
等效电路如图。
∞
∞
-
-
Ron
+
uo
+
(完整)采样保持电路
采样-保持电路采样一保持（S/H ）电路具有采集某一瞬间的模拟输入信号，并根据需要保持并输出 所采集的电压数值的功能。
S / H 电路广泛应用于多路快速数据检测系统。
采样一保持电路基本工作原理及性能1、S/H 电路基本工作原理S/H 电路的原理电路、电路符号及波形如图所示。
S/H 电路的原理电路、电路符号及波形 电路中，SW 为模拟电子开关，其状态由逻辑控制信号vc 控制.CH 为保持电容，其两端电压即为S/H 电路输出电压vo.当控制信号vc 为高电平“1”时，模拟电子开关SW 闭合S/H 电路进入采样状态，输入信号vs （t ） 迅速对CH 充电，vo （t ）精确地跟踪输入信号；当vc 为低电平“0”时，SW 断开CH 立即停止充电S/H 电路进入保持状态，vo （t ）保持SW 断开瞬间的输入信号电压值不变。
理想采样一保持特性如图（c ） 所示，其数学表达式为5（力Qc = T”,采样期）v s （t D ）（玫=“0”,保持期）式中，to 为逻辑控制信号vc 从“1”变为“0”的时间。
实际的采样一保持电路，常需设置缓冲级把模拟开关SW/保持电容CH 与信号源及负载隔离开，以 提高采样一保持电路的性能.2、S/H 电路性能指标6）电路符号（。
）波弗S/H电路的主要性能指标有采样时间、断开时间；采样精度、保持精度等.（1）采样时间和断开时间S/H电路由保持状态变为采样状态，或由采样状态变为保持状态并不是瞬间完成，需要一定的时间。
从发出采样指令开始到输出信号达到所规定的误差范围内的数值为止，所需的时间称为采样时间（又称捕捉时间），一般为0。
1~10^$数量级。
从发出保持指令开始到模拟开关断开,输出稳定下来为止,所需的时间称为断开时间（又称孔径时间），一般为10〜150门$数量级.采样时间长，电路的跟踪特性差；断开时间长，电路的保持特性不好。
两者都限制了5 /H电路工作频率的提高，即限制了电路工作速度。
CCD噪音
CCD的噪音CCD的噪音源主要有以下几种：1)光子噪音1光子发射是随机过程，所以，势阱里收集的光信号电荷也是随机过程，这就构成一种噪音源.它与CCD传感器无关，是由光子的性质决定的，这是摄象器件工作原理上的限制.这种噪音在低照度摄象时会较严重.2)陷阱噪音1这是起因于CCD输出电路转移过程中的一种热噪音.如果把来自输出电路的这种噪音换算成有效载流子的话，就能和其他CCD的噪音进行分析比较.3)暗电流噪音半导体内部由于热运动产生的载流子将会填充势阱，在驱动脉冲的作用下，这些载流子被转移，并在输出端形成电流，即使在完全无光的情况下也是一样，我们把这叫做暗电流.对于所有的CCD传感器都会受到暗电流的影响，它的存在限制了器件的灵敏度和动态范围.由于热运动产生的暗电流噪音的大小与温度的关系极为密切，温度每降低10℃，暗电流均减小一半.暗电流噪音的大小还与电荷包在势阱中存储时间的长短有关，存储时间越长，暗电流的噪音越大.另外，在CCD阵列中，局部晶格缺陷还可造成暗电流尖峰.它会给图象背景造成很大涨落.在CCD中，对每个器件而言，暗电流尖峰总是出现在相同的单元上，利用信号处理技术可消除暗电流的影响.4)复位噪音和kTC噪音所有的CCD输出都是通过一个电容(通常称为浮置电容)将CCD的信号电荷转换成为相应的电压，电容两端的电压值与相应象素上收集到的光子数成正比，并通过CCD的输出管脚输出.当输出信号被后续电路采集后，浮置电容将被放电，从而为下一个象元的电荷转换做好准备.浮置电容的放电通常是通过一个快速开关进行，由于开关上有电阻，在开关闭合时，有随机温度噪音加在开关两端，而开关与浮置电容是并联的，当开关打开时，随机温度噪音便加在了浮置电容上，这种噪音称为kTC噪音.(T表示绝对温度，C表示浮置电容值，k为玻耳兹曼常量)另一方面，当CCD的象元输出速率较高时，电容将没有足够的时间放电，这就造成电容上每次都有剩余电荷，从而使CCD输出信号发生畸变，我们称这种噪音为复位噪音.以上讨论的几种噪音中前两种噪音是由器件和工艺造成的，不易处理，而后两种噪音可通过电路和信号处理加以抑制和消除.2噪音的处理图象的质量与信噪比有着密切的关系，影响信噪比的因素很多，前面已对CCD噪音的种类进行了总结，视频处理电路的噪音也是主要的因素.对视频处理电路而言，首先要降低本身引入的噪音，在设计中为抑制和消除以上噪音采取了以下措施：1)选用低噪音器件2)在电路工艺上，增加直流电源的滤波，消除来自电源的干扰.缩短驱动电路与CCD器件的连线，降低时钟感应造成的尖峰干扰.数字地与模拟地分开，减少来自地线的干扰.模拟地采用大面积接地技术，减少接地电阻.3)采用三阶滤波电路滤除高频噪音.高频噪音的主要来源有驱动脉冲中的高频分量被耦合到CCD信号中，还有采样脉冲开关时刻产生的尖峰.4)暗电流噪音的处理：对于各象元暗电流比较均匀的CCD来说，如果在象元阵列的起始处有少量哑象元(被遮盖着不对景物曝光，但仍有暗电流产生)，我们对其输出信号采样并存储与后续有效象元的输出信号的采样值相减以去除暗电流噪音.对于含有暗电流尖峰的CCD，由于尖峰总是出现在固定的象元位置，因此可以预先记录其位置及大小，每次采到这个象元时与其相减即可去除暗电流尖峰.我们所采用的TDI-CCD，不含有暗电流尖峰，并且由于有96级积分，暗电流比较均匀.由于TDI-CCD不含有哑象元，我们采用钳位电路和调节增益的办法基本消除了暗电流噪音.5)采用相关双采样(CDS)技术，尽量减少CCD复位噪音和kTC噪音对图象信号的影响.在CCD的象元输出信号中，分别对复位噪音电平和信号电平采样，两次采样的信号相减，由于两次采样的噪音是相关的，因此噪音被消除，这样提高了信号的信噪比.3相关双采样技术及器件3.1采样保持电路由CCD器件的构成原理可知各象素是彼此独立的，当成象时实际上是对图象进行了采样，然后形成了相应与光图象彼此独立的电荷包.电荷在驱动脉冲的作用下输出，此信号幅度上是连续的，时间上是离散的，并含有复位噪音和kTC噪音等干扰.为了取出图象信号并消除这些干扰信号，就需要采样保持电路.采样保持电路是视频处理电路的主要组成部分.采样保持电路有多种形式，常采用的有双采样电路、相关双采样(CDS)电路、积分相关双采样(IDS)电路以及延时差分采样(DDS)电路.双采样电路：如图1(a)该电路中先将CCD的输出信号进行放大，以提高信号处理过程中的信噪比.由于象素钳位电路能将复位电平固定在一个电平上，使输出信号相应于采样电平与复位电平之差，因而它能消除影响采样电平和复位电平的1/f低频杂波干扰.图1采样保持电路Fig.1Sampling and holding积分型相关双采样(IDS)电路：如图1(c)该电路的特点是先对CCD器件的输出信号积分，以限制其带宽，然后再进行采样及保持，经这样处理后能有效地提高输出信号的信噪比2.延时差分采样保持(DDS)电路：如图1(D)该电路是用一个延时线使复位电平和信号电平在同一时间内出现两路信号经差分放大器差分后输出，再用选通脉冲选出电平与复位电平之差，因而达到降低杂波信号的目的2.相关双采样(CDS)技术：如图1(b)此技术中的“双采样”是指先对一个给定象元的偏置进行采集和存储，稍后对相同象元的输出信号(包括偏置和视频信号)进行采集和存储，然后将两值相减，得到该象元的有效视频信号.“相关”是指两次采样必须在时间上很接近，因为偏置是在不断变化的.最常采用的相关双采样技术称为“采样-采样-相减”技术.这种方法是使用两个高速采样保持器(S／H)和一个差动放大器.第一个S／H用于采集和保持偏置值，第二个S／H用于采集和保持偏置＋视频信号值，经差动放大器对两个值相减获得有效的视频信号.3.2CDS1402相关双采样器件介绍3CDS技术在CCD视频处理中已得到广泛的应用，我们所采用的CDS1402是一种专门为CCD图象传感器研制的相关采样器件，它具有14位的高转换精度、集成度高、体积小、可靠性好、噪音低、功耗低、使用方便.并且DA TEL公司的CDS1402的工作原理与传统的相关双采样技术略有不同，它有显著的优越性，其采样方法称为“采样-相减-采样”技术.其原理框图和典型时序图如图2、图3所示.图2CDS1402功能原理框图Fig.2CDS1402 Functional block diagram图3CDS1402时序图Fig.3CDS1402 typical timing diagramCDS1402对使用者来说有很大的灵活性，它的两个S/H电路是独立的，它们有各自的输入和输出管脚、各自独立的控制线，每个S/H有两个管脚提供偏置调整(调流和调压).通常，CCD的输出信号同时连至两个S/H的输入端，S／H1用于采集和保持偏置信号，其输出值与CCD输出信号相减，当CCD输出偏置＋视频信号时，S／H2进入信号采集状态，从而获得有效的CCD视频输出信号.从原理图的比较中可看出，它比一般的CDS技术要少一次采样保持，这样会减少采样尖峰.在CCD的视频信号处理中，相关双采样技术是经常采用的处理方法，主要是为了去除CCD信号中特有的复位噪音和kTC噪音，处理前后的效果可以从图4和图5的对比中看出.。
采样保持电路
采样保持电路基本知识1、采样保持电路原理采样保持电路能够跟踪或者保持输入模拟信号的电平值。
在理想状况下，当处于采样状态时，采样保持电路的输出信号跟随输入信号变化而变化；当处于保持状态时，采样保持电路的输出信号保持为接到保持命令的瞬间的输入信号电平值。
一个典型的采样保持电路模型如图1 所示。
图1 采样保持电路基本模型当电路处于采样状态时开关导通，这时电容充电，如果电容值很小，电容可以在很短的时间内完成充放电，这时，输出端输出信号跟随输入信号的变化而变化；当电路处于保持状态时开关断开，这是由于开关断开，以及集成运放的输入端呈高阻状态，电容放电缓慢，由于电容一端接由集成运放构成的信号跟随电路，所以输出信号基本保持为断开瞬间的信号电平值。
2、采样保持电路的主要技术指标采样保持电路有采样和保持两种工作状态，这两种工作状态对于电路的性能，整个A/D转换部分性能都有很大的影响。
在这两种不同的模式下，电路的特点也有一定的差别，下面根据采样保持电路两种不同的工作状态来分析其主要技术指标。
2.1采样状态下的主要技术指标偏移电压，是指在采样模式下，当输入端电压为零时，输出端的输出电压值。
为了保证A/D转化芯片能够准确地采样，偏移电压的值应当满足Vof<Vfs/2^(n+1)其中，Vof为偏移电压，Vfs为A/D 芯片的满量程电压，n 为A/D芯片的位数。
最大变化频率，是指在采样模式下，输出电压最高的变化频率。
这个频率值受到保持电容容值大小的影响，对系统的工作频率有一定的限制作用。
2.2保持状态下的主要技术指标降压速率，是指在保持模式下，输出端的输出电压值随输入时间变化的速率。
降压速率满足：dVc/dt = Ic/Ch其中，Vc为电容两端的电压值，Ic为流经电容的电流值，Ch为保持电容的容值。
馈通衰减量，是指在保持模式下，输入信号的电压值到经过采样保持电路后，在输出端输出时的减少量。
为了使A/D芯片能够准确地采样出信号，馈通衰减量小于A/D芯片的最低有效位LSB 的1/2。
采样保持电路
采样保持电路
采样保持电路常用于输入信号变化较快或具有多路输入信号的数据采集系统中，也可用于其它一切要求对信号进行瞬时采样和存储的场合。
在A/D转换过程中，因为每次转换过程需要一定的时间，所以需要采样保持电路的配合，以便有一个稳定的采集量。
采样保持器的工作过程由外部控制信号来决定，工作过程分“采样”和“保持”两个周期。
“采样”就是要求输出信号能快速而准确地跟随信号的变化；而“保持” 则是在两次采样间隔时间内保持上一次采样结束时的状态。
采样保持电路工作原理图如上图所示，其主要由场效应管T，电容C、电阻R和运放组成。
工作原理：在采样过程中，控制信号L为高电平，场效应管相当于一个开关导通，输入电压迅速对电容C充电，此时充电电阻很小〔近似为0〕，电容电压与输入电压ui相等，经过运放电压跟随器输出到输出端uo。
在保持过程中，L为低电平，场效应管关断，电容电荷没有放电回路〔运放输入电阻为无穷大〕。
因此输出电压uo就保持在场效应管关断时的输入电压值不变。
采样保持电路图（五款采样保持电路设计原理图详解）
采样保持电路图（五款采样保持电路设计原理图详解）采样保持电路（采样/保持器）又称为采样保持放大器。
当对模拟信号进行A/D转换时，需要一定的转换时间，在这个转换时间内，模拟信号要保持基本不变，这样才能保证转换精度。
采样保持电路即为实现这种功能的电路。
采样保持电路能够跟踪或者保持输入模拟信号的电平值。
在理想状况下，当处于采样状态时，采样保持电路的输出信号跟随输入信号变化而变化；当处于保持状态时，采样保持电路的输出信号保持为接到保持命令的瞬间的输入信号电平值。
当电路处于采样状态时开关导通，这时电容充电，如果电容值很小，电容可以在很短的时间内完成充放电，这时，输出端输出信号跟随输入信号的变化而变化；当电路处于保持状态时开关断开，这是由于开关断开，以及集成运放的输入端呈高阻状态，电容放电缓慢，由于电容一端接由集成运放构成的信号跟随电路，所以输出信号基本保持为断开瞬间的信号电平值。
采样保持电路图设计（一）采样保持放大器SMP04用做多路输出选择器电路图如图所示为SMP04用做多路输出选择器，与解码器、D／A转换器构成的四路数字-模拟转换电路。
数字信号输入模数转换器DAC8228，输出产生5～10V模拟电压送副SMP04，地址输入通道解码器，不同的地址解码后分别控制四路开关，以分别输出四模拟信号。
采用DAC8228产生DAC电压输出可以使电路得以最大的简化。
为了将输出电压干扰减小到最小，在采样信号被确认之前，必须保证有5μs的最后电压建立时间。
每一个采样保持放大器必须在每一秒钟或更低时问刷新一次，以确保输出电压下降率不超过10mV或1／2LSB（最小有效位）。
采样保持电路图设计（二）如图所示为由SMP04与运放构成的增益为10的采样保持放大电路。
电路中将SMP04置于运放OP490的反馈回路中，当S非／H=0时，SMP04内部开关闭合，运放OP490的反馈回路接通，电路增益由运放本身及反馈电阻决定，图中增益设置为10，输出端输出放大后的采样电压。
采样保持电路原理（S-H）
采样保持电路原理（S-H）
采样保持电路原理(S/H)
采样保持电路(S/H)原理
A/D转换需要一定时间,在转换过程中,如果送给ADC的模拟量发生变化,则不能保证精度。
为此,在ADC前加入采样保持电路,如图8-30所示。
采样保持电路有两种工作状态：采样状态和保持状态。
采样状态：控制开关K闭合,输出跟随输入变化。
保持状态：
ADC1210是无三态输出锁存功能的A/D转换器,如图8-28所示,是12位逐次逼近式ADC,转换时间100微秒。
它的数据线不能与系统数据总线直接连接,必须通过两个具有三态锁存能力的74LS244接到数据总线上,如图8-29所示。
其中：
D11～D0：数据输出线。
数据结果为二进制反码。
输出有锁存, 但无三态功能à 接口电路中应加三态缓冲器（用74LS244）。
SC: 启动信号。
脉冲启动,要求SC的宽度等于时钟周期,用“与非门RS触发器”保证与时钟信号同步。
CC: 转换结束信号。
低电平有效,它一直持续到下次启动转换为止。
.ADC570概述。
采样保持电路的作用及原理
采样保持电路的作用及原理采样保持电路是一种电子电路，用于将输入信号的瞬时值保持在输出上，同时与输入信号进行隔离。
它在模拟信号处理中起到重要的作用。
采样保持电路可以用于多种应用，如模数转换、信号处理、时间测量、测试仪器等。
采样保持电路的原理是通过一个开关控制输入信号的采样和保持。
当开关打开时，输入信号从采样电容器通过输入放大器传输到输出电路。
当开关关闭时，输入信号被“冻结”在采样电容器中，以便输出电路可以准确地采样和测量信号的瞬时值。
开关控制脉冲的频率通常是一个固定频率的电平，由时钟信号提供。
采样保持电路通常由以下几个主要组成部分构成：1. 采样开关：负责在特定时间对输入信号进行采样，并将其存储在采样电容器中。
2. 采样电容器：用于存储输入信号的电容器。
它的大小必须足够大，以便在保持期间能够存储足够的电荷。
3. 输入放大器：放大采样信号并将其输出到输出电路。
4. 保持开关：在输入信号被采样并存储在采样电容器之后，保持开关控制输入信号的输出，以便输出电路进行测量和处理。
5. 控制电路：负责控制开关的开关时间以及输入和输出信号之间的切换。
当采样保持电路开始工作时，采样开关打开，允许输入信号通过输入放大器进入采样电容器。
在一定的时间内，采样电容器会收集并储存输入信号。
然后，保持开关关闭，阻止输入信号进入采样电容器。
保持期间，输出电路可以测量和处理采样电容器中存储的信号。
采样保持电路的作用主要有以下几个方面：1. 信号测量：采样保持电路可以用于模拟信号的精确测量，测量过程中可以保持信号的瞬时值，避免信号在测量过程中发生变化。
2. 信号处理：采样保持电路可以将输入信号的瞬时值保持在输出上，使得后续的信号处理电路可以准确处理采样到的信号。
3. 信号传输：采样保持电路可以实现输入信号和输出信号之间的隔离，防止输入信号对输出信号产生干扰。
4. 下变频率转换：采样保持电路可以将高频模拟信号转换为低频模拟信号，以便于后续数字处理或其他应用。
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第三章高性能的ADC和DAC
模数转换时一种将模拟输入信号转换成N位数字输入信号的技术。
在进行AD转换时，转换需要一定的时间，因此通常需要在转换期间将输入信号保持不变，才能保证转换的正确性。
故需要对输入信号进行采样和保持。
先介绍采样和保持放大器(简称采保电路)。
问题：一般在哪几种情况下必须使用采保？
3.1采样与保持放大器(Sample & Hold Amplifier) S/H
也有称为(Track & Hold) T/H
1.基本工作原理和框图
采样与保持放大器是一种具有2个输入(信号输入和控制输入)，一个输出的电路。
两种工作模式
(1)采样Sample(跟踪Track)模式：输出精确地跟踪输入的变化，直到出现
保持命令。
(2)保持模式(Hold)：输出保持控制命令出现时刻的输入信号的最终值。
2.S/H放大器的用途
(1)最主要的用途：作为ADC的驱动器。
如：逐次比较和分量程ADC都要求
在数模转换期间输入信号保持不变(像直流)。
(2)多通道同步采样系统。
(3)峰值检波器，延迟线。
3.S/H放大器的基本电路
电路构成：四部分。
输入放大器A1，储能元件(保持电容，外接)C，输出缓冲器A2和开关驱动器
(1)储能元件：是S/H放大器的心脏，其上的电压在保持期间要求基本不变，
在采样期间要能精确跟踪输入信号的变化。
(2)输入放大器：要求具有高输入阻抗，以减少对前级影响。
其输出可作为一
个低输出阻抗的信号源，用来对保持电容充电。
(3)输出放大器：要求其输入阻抗极高，以减少保持期间对保持电容的放电。
(4)开关驱动器：用来切换两种工作模式。
要求导通时开关内阻小，关断时阻
抗大。
保持电容的容值：大，利于保持不利于跟踪；
小，利于跟踪不利于保持；
4.S/H放大器的技术指标
分两种模式来讨论技术指标，分为静态和动态两类。
(1)跟踪模式(和普通的放大器一样)
1)失调：对零输入，输出随时间和温度对零点的偏移。
2)非线性：输出作为输入的函数，该曲线对理想直线的偏差，一般用满标
度的百分数表示。
3)增益：输入到输出的直流传递函数的值。
4)调整时间：输入为满标度阶跃信号时输出达到规定的满标度范围内所要
求的时间(也称为：acquisition time)。
5)带宽：一般为-3dB带宽。
6)转换速率：当输入为阶跃信号时，输出电压变化的最大速度。
(2)保持模式
1)下垂：由于保持电容器通过开关，输出缓冲器等放电，使输出电压发
生下垂偏移产生误差。
可增加电容容量，合理选择元件与PCB
布线来解决。
选用：高质量的聚苯乙烯和聚四氟乙烯电容。
以及其它。
5.芯片实例：LF398
droop[dru:p] v.低垂, 凋萎, 萎靡 implant v.灌输
(参见画图)
6.用LF398构成的峰值电压采样保持电路
峰值电压采样保持电路如下图所示。
峰值电压采样保持电路由一片采样保持器芯片LF398和一块电压比较器LM311构成。
LF398的输出电压和输入电压通过LM311进行比较，当Vi>Vo时，LM311输出高电平，送到LF398的逻辑控制端8脚，使LF398处于采样状态；当Vi达到峰值而下降时，Vi<Vo，电压比较器LM311输出低电平，LF398的逻辑控制端置低电平，使LF398处于保持状态。
由于LM311采用集电极开路输出，故需接上拉电阻。
放电脉冲控制输入Vk控制电容的放电。
Vk=“1”时，二极管1N4148和三极管9013导通，电容放电，为下次跟踪做好准备；Vk=“0”二极管和三极管截止，电路输出一直跟踪输入峰值的变化。