采样保持电路
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。
ad采样电路原理
ad采样电路原理
AD采样电路是一种用于模拟信号转换为数字信号的电路。
它
是一种基于模拟到数字转换（ADC）的原理实现。
在AD采样电路中，模拟信号首先经过一个采样保持电路，该电路用于以固定的时间间隔对模拟信号进行采样，将连续的模拟信号转化为离散的采样信号。
采样保持电路可以通过开关或者电容的方式实现。
通过采样保持电路的工作，我们可以得到一系列离散的采样值。
接下来，采样信号被送入一个模拟到数字转换器（ADC），
用于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
ADC使用不
同的方法来实现这个转换，包括逐次逼近法、并行法、闸级转换法等。
最后，转换后的数字信号被送入数字信号处理器或者其他数字电路中进行进一步处理、存储或者传输。
经过ADC的处理，
我们可以得到对原始模拟信号进行数字化的离散信号。
AD采样电路的原理是基于采样定理，即根据奈奎斯特-香农采样定理，对于一个带宽有限的模拟信号，为了完全还原原始信号，采样频率必须大于信号的最高频率的两倍。
通过将连续的模拟信号采样和转换为离散的数字信号，我们可以在数字领域进行进一步的处理，如滤波、压缩等。
总之，AD采样电路是一种将模拟信号转换为数字信号的电路，它基于采样定理和模拟到数字转换器（ADC）的原理实现。
通过使用AD采样电路，我们可以对模拟信号进行数字化处理，从而实现更多的应用。
adc采样保持电路在电机算法中的应用
adc采样保持电路在电机算法中的应用ADC采样保持电路在电机算法中的应用一、引言在电机控制领域中，为了准确获取电机运行过程中的各种信号，常常需要使用模数转换器（ADC）对模拟信号进行采样和转换。
而为了确保采样的准确性和稳定性，通常会使用ADC采样保持电路。
本文将介绍ADC采样保持电路在电机算法中的应用。
二、ADC采样保持电路的原理ADC采样保持电路的主要功能是在采样过程中将模拟信号保持在一个恒定的电平上，以确保ADC能够准确地进行转换。
采样保持电路由开关、采样电容和保持电阻等组成。
当开关打开时，采样电容开始充电，保持电阻将电容上的电压保持在一个恒定值上。
当开关关闭时，采样电容断开与外部电路的连接，保持电容上的电压保持不变，以供ADC进行转换。
通过采样保持电路，可以减小因采样过程中信号波动引起的误差，提高采样的准确性和稳定性。
三、ADC采样保持电路在电机算法中的应用1. 电机位置检测在电机控制中，准确获取电机位置信号是非常重要的。
通过ADC采样保持电路，可以将电机位置传感器输出的模拟信号进行采样和转换，得到数字化的位置信息。
在电机算法中，可以根据这些位置信息进行电机控制和运动规划。
2. 电机电流检测电机的电流信号对于电机控制和保护也非常重要。
通过ADC采样保持电路，可以将电机电流传感器输出的模拟信号进行采样和转换，得到数字化的电流信息。
在电机算法中，可以根据这些电流信息进行电机控制、过流保护和负载估计等。
3. 电机速度检测电机的速度信号对于电机控制和运动规划也非常关键。
通过ADC采样保持电路，可以将电机速度传感器输出的模拟信号进行采样和转换，得到数字化的速度信息。
在电机算法中，可以根据这些速度信息进行电机控制、速度闭环控制和速度估计等。
4. 电机振动检测电机振动信号对于故障检测和健康监测具有重要意义。
通过ADC采样保持电路，可以将电机振动传感器输出的模拟信号进行采样和转换，得到数字化的振动信息。
在电机算法中，可以根据这些振动信息进行故障检测、健康评估和预测维护等。
adc采样电压电路
adc采样电压电路
ADC（模数转换器）采样电路是一种用于将连续模拟信号转换为离散数字信号的电路。
它在电子设备中起着至关重要的作用，因为它使我们能够将现实世界中的模拟信号转换为计算机可以处理的数字信号。
ADC采样电路的主要目标是准确地测量模拟信号并将其转换为数字形式。
为了实现这一目标，ADC采样电路通常包括三个主要部分：采样保持电路、模数转换器和数字信号处理电路。
采样保持电路用于定期采样模拟信号，并将其保持在一个恒定的电平上，以便模数转换器对其进行测量。
这是非常重要的，因为模数转换器需要在一段时间内测量信号的平均值，以减小噪声和干扰的影响。
接下来是模数转换器，它将采样保持电路中的模拟信号转换为数字形式。
常见的模数转换器有逐次逼近型模数转换器（SAR）和逐渐逼近型模数转换器（Delta-Sigma）。
这些模数转换器都有自己的优缺点，根据应用的具体要求选择合适的模数转换器。
最后是数字信号处理电路，它用于对数字信号进行进一步处理和分析。
这可能包括数字滤波、数值计算或其他算法。
数字信号处理电路可以根据应用要求进行设计，以满足特定的性能需求。
总的来说，ADC采样电路在现代电子设备中扮演着重要的角色。
它
使我们能够将现实世界中的模拟信号转换为数字形式，以便计算机可以处理和分析。
通过合理设计和选择合适的组件，我们可以获得准确、可靠的数字信号，并为各种应用提供有效的解决方案。
信号转换I-模拟开关采样保持电路概要
36
➢模拟开关中存储电容的性能要求
选用介质吸附效应小和泄漏电阻大的电容器，如聚 苯乙烯，钽电容和聚碳酸脂电容器等。
➢当电路从采样转到保持（充电结束时），介质的吸附 效应会使电容器上的电压下降，被保持的电压低于采样 转保持瞬间的输入电压； ➢开关接通时，电容放电，介质吸附效应会使放电后的 电容电压回升，引起小信号峰值的误差。 ➢电容器的泄漏电阻引起电容上的保持电压随时间逐渐 减小，降低保持精度
➢实际的场效应模拟开关模型
1 当闭合时,相当一个小电阻 (如DG403, RON<30欧姆)
2 当断开时,相当一个小的电容 (如DG403;约0.5PF)
3 当断开时,还存在一定量的泄漏电流 (DG403;<0.5NA)
35
MOS开关
MOS采样电路
采样模式时的等效电路
ＭＯＳ开关在“开”状态，存在一定的电阻；
a)吸电流；b）拉电流
N沟道MOSFET的 Ron-ui特性
N沟道增强型MOSFET开关原理 当ui吸入电流时，ui端为S，uo为D； 当uo吸入电流时，uo端为S，ui为D；
Ron随ui不同而变化
31
➢P沟道增强型MOSFET开关（绝缘栅型）
VGS小于VT的绝对值, 场效应管不能导通。 P沟道增强型MOSFET衬底B接高电位才能正常工作 32
5
一、基本理论
6
如何实现采样和保持？
采样: 采集器必须与输入信号相连接，且不影响输入 信号；采样的信号是被采信号的“拷贝”。 保持：能储存信号（信号的存在是以能量来刻画） 能够存储能量的元件：电感和电容
通常电感体积大，价格高，在集成电路中制造较 困难，同时,电流的信号也很难处理,故较少使用。 通过分析，我们用一个开关和电容就可实现信号 的采样和保持。
简述mos采样保持电路
简述mos采样保持电路英文回答：MOS Sampling and Hold Circuit.A MOS sampling and hold circuit (S/H) is an analog circuit that captures and holds a voltage signal at a specific point in time. It is commonly used in signal processing applications where a signal needs to be held constant for дальнейшая обработка.The basic operation of a MOS S/H circuit involves two main stages:1. Sampling: During the sampling phase, a switch (typically a MOSFET) is closed, connecting the input signal to a capacitor. The capacitor rapidly charges to the voltage level of the input signal.2. Holding: Once the sampling phase is complete, theswitch is opened, disconnecting the capacitor from the input signal. The capacitor retains the stored voltage, effectively "holding" the signal at that instant.中文回答：MOS采样保持电路。
MOS采样保持电路（S/H）是一种模拟电路，它可以在特定的时间点捕捉并保持电压信号。
采样电路的工作原理
采样电路的工作原理采样电路是一种重要的电子电路，用于将连续信号转换为离散信号，以便进一步进行数字化处理。
它在许多领域中得到广泛应用，如通信系统、音频处理、医学仪器等。
采样电路主要由采样保持电路和模数转换器两部分组成。
采样保持电路负责将连续信号按照一定的时间间隔进行取样，并将取样值保持住。
模数转换器则负责将保持住的信号进行数字化处理，转换成数字信号。
采样保持电路的工作原理是通过开关和储存电容器来实现的。
当开关打开时，电容器充电，接收到的输入信号会逐渐提高，直到达到与输入信号相等的电压。
当开关关闭时，电容器上的电压被保持住，并通过后续的模数转换器进行处理。
采样的频率是一个关键参数，称为采样频率。
采样频率需要满足奈奎斯特采样定理（Nyquist采样定理）的要求，即采样频率要高于被采样信号最高频率的两倍。
这样才能充分还原原始信号，避免出现混叠失真。
在采样保持过程中，存在一个称为采样保持时间的参数，指的是采样电路在切换状态（打开或关闭）之间所需的时间。
采样保持时间越短，采样电路越能快速响应输入信号的变化，但过短的采样保持时间可能导致信号失真。
模数转换器是采样电路的另一个重要组成部分，它将保持住的采样信号转换为数字信号。
常见的模数转换器有两种，即逐次逼近型模数转换器和闪存型模数转换器。
逐次逼近型模数转换器是一种较为常见的模数转换器。
它采用递归比较技术，通过与已知参考电压进行比较，逐步逼近输入信号的电压值。
逐次逼近型模数转换器的转换速度较慢，但精度较高，可达到12-16位的分辨率。
闪存型模数转换器是一种速度较快的模数转换器。
它通过一组电压比较器和编码器来实现高速转换。
闪存型模数转换器的主要特点是转换速度快，但成本较高，适用于高速采样和较低精度的应用。
总体而言，采样电路的工作原理可以概括为按一定频率对输入信号进行取样，并通过保持电路将取样值保持住。
通过模数转换器将保持住的信号转换为数字信号，以便进行进一步的数字信号处理。
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。
采样保持电路课程设计
采样保持电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解采样保持电路的基本原理和电路构成，掌握其工作过程。
2. 学生能够运用采样保持电路的相关理论知识，分析并计算电路参数。
3. 学生了解采样保持电路在模拟信号处理中的应用及其重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的采样保持电路，并进行仿真实验。
2. 学生能够通过实验分析采样保持电路的性能，并提出优化方案。
3. 学生能够熟练使用相关仪器和软件进行电路测试和数据分析。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发学习热情，增强实践操作的自信心。
2. 学生养成团队协作、沟通交流的良好习惯，提高解决问题的能力。
3. 学生认识到采样保持电路在科技发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
课程性质分析：本课程为电子技术基础课程，通过理论教学和实验操作，使学生掌握采样保持电路的基本原理和应用。
学生特点分析：学生处于高中年级，具备一定的电子技术基础知识和实验操作能力，但需要进一步培养实践能力和创新思维。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力，培养解决实际问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，充分调动学生的积极性，引导他们主动参与课堂讨论和实验操作。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论知识：- 采样保持电路的基本原理及其数学描述。
- 采样保持电路的电路构成和关键元件功能。
- 采样保持电路的工作过程和性能参数分析。
- 采样保持电路在模拟信号处理中的应用案例分析。
2. 实践操作：- 设计简单的采样保持电路，并进行仿真实验。
- 使用示波器、信号发生器等仪器进行电路测试。
- 分析实验数据，探讨采样保持电路性能的优化方法。
3. 教学大纲：- 第一课时：采样保持电路的基本原理及数学描述。
- 第二课时：采样保持电路的电路构成及关键元件功能。
- 第三课时：采样保持电路的工作过程及性能参数分析。
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。
sar adc典型电路结构
sar adc典型电路结构SAR ADC（逐次逼近型模数转换器）是一种常用的模数转换器电路，具有高精度和低功耗的特点。
它通过逐次逼近的方式，将模拟信号转换为数字信号。
SAR ADC的典型电路结构如下：1. 采样保持电路（Sample and Hold Circuit）：用于将输入的模拟信号进行采样并保持，在转换过程中保持信号的稳定性。
采样过程发生在采样脉冲的上升沿，保持脉冲的高电平期间，采样保持电路将输入信号模拟值保持不变。
2. 比较器（Comparator）：将采样保持电路输出的模拟信号与DAC（数字模拟转换器）输出的数字信号进行比较。
比较器的输出为高电平或低电平，表示采样信号与参考信号的大小关系。
3. 逐次逼近寄存器（Successive Approximation Register）：用于存储和逐位逼近计算最佳数字输出。
它通过串行输出控制信号，逐步逼近模拟信号的数字表示，以最终获得转换结果。
4. DAC（数字模拟转换器）：将逐次逼近寄存器的输出数字信号转换为模拟信号，用于与输入的模拟信号进行比较。
5. 控制逻辑电路（Control Logic）：用于控制ADC电路的整个工作过程。
它根据比较器的输出信号，调整逐次逼近寄存器的状态，并控制采样保持电路和DAC的工作时序。
以上是SAR ADC的典型电路结构。
在转换过程中，采样保持电路获取输入的模拟信号，比较器和DAC进行模拟信号与数字信号的比较和转换，逐次逼近寄存器完成数字信号的逐位逼近，最终得到模拟信号的数字表示。
SAR ADC的优点是功耗低、转换速度快、精度高，适用于对功耗和转换速度有严格要求的场景。
然而，它的缺点是整体电路较为复杂，需要较大的面积和更多的控制逻辑电路，因此在一些应用中可能不适用。
adc电路原理
adc电路原理
ADC电路（模数转换器）是一种将模拟信号转换为数字信号
的电路。
其原理是将输入的连续模拟信号进行采样并离散化，然后利用编码器将离散化的信号转换为数字形式。
ADC电路中的主要组成部分包括采样保持电路、量化电路和
编码器。
采样保持电路用于将连续的模拟信号转换为离散化的信号，通常通过采样保持电容来实现。
量化电路将采样信号进行量化，即将其分成若干个离散的电平。
编码器则根据量化后的信号将其转换为数字形式，常见的编码方式有二进制和格雷码编码。
ADC电路的工作过程一般分为三个阶段：采样、量化和编码。
在采样阶段，输入的连续模拟信号经过采样保持电路被抽样离散化。
在量化阶段，采样信号经过量化电路被分成离散的电平，并与一个参考电平进行比较。
在编码阶段，量化后的信号经过编码器转换为数字信号，输出给数字系统进行处理。
ADC电路的应用非常广泛，特别是在数字信号处理系统和通
信系统中。
它可以将模拟信号转换为数字信号，方便数字系统对信号进行处理、存储和传输。
常见的应用包括音频、视频、传感器信号等的数字化处理。
同时，ADC电路的性能也直接
影响到数字信号处理的精度和准确度，因此在设计中需要考虑采样率、分辨率、非线性误差等参数。
总之，ADC电路通过采样、量化和编码的过程将模拟信号转
换为数字信号，并广泛应用于数字信号处理系统和通信系统中。
它的原理是通过将连续模拟信号离散化并转换为数字形式，实现信号的数字化处理和传输。
3.4 采样保持电路解析
第三章 数据采集技术
采样保持电路
3.4.3 采样／保持器的类型和主要性能参数
1. 采样／保持器的类型
按结构分为两种类型：
串联型采样/保持器
UK A1 K + A2 UO
Ui
+
CH
模拟地
串联型采样／保持器的结构
A1和A2分别是输入和输出缓冲放大器，用以提高采样／保 持器的输入阻抗，减小输出阻抗，以便与信号源和负载连 接。
第三章 数据采集技术
采样保持电路
3.4.3 采样／保持器的类型和主要性能参 数
1. 采样／保持器的类型
按结构分为两种类型：
串联型采样/保持器 优点：结构简单。
缺点： 其失调电压为两个运放失调电 压之和，比较大，影响到采样 ／保持器的精度。 跟踪速度也较低。
第三章 数据采集技术
采样保持电路
电容CH对精度的影响：
如果电容值过大，则其时间常数大，当模拟信号频 率高时，由于电容充放电时间长，将会影响电容对 在选择电容时，容量大小要适宜，以保证其时间常 输入信号的跟踪特性，而且在跟踪的瞬间，电容两 数适中，并选用泄露小的电容。 端的电压会与输入信号电压有一定的误差。 另外，一般在输入端和输出端均采用缓冲器，以减 如果电容值过小，在保持状态时，由于电容漏电流 少信号源的输出阻抗，增加负载的输入阻抗。 的存在或者负载内阻太小的影响，会引起保持信号 电平的变化。
第三章 数据采集技术
采样保持电路
3.4.3 采样／保持器的类型和主要性能参数
1. 采样／保持器的类型
按结构分为两种类型：
串联型采样/保持器
UK A1 K + A2 UO
Ui
+
采样保持电路
一、米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。
、采样采样脉冲的频率由下图可知，采样脉冲的频率fs （fs =1/T s ）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> 2 fm时,采样信号可正确反映输入信号。
JU圈2. 30 采样/保持电路的输岀蹟输入变化的波形as 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、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、C PU S接口电路使K闭合（启动采样）。
2、C PU S接口电路使K断开（保持）。
（*）3、C PU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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R1 C1 ∞ + + N2 uo
V1导通使N1继续处于负反馈闭环状态，避免N1处于开环而 进入深度饱和状态，以缩短S/H电路从保持状态到采样状态 的过渡时间。 由于V和V2为对称管，两管的泄漏电流值相等，且反馈补偿 电容C1=C，因而开关管泄漏电流、N2的偏置电流将在C1、 C上产生数值相同的电压变化量，而且两电容电压的变化对 输出电压uo的影响刚好相反，互相抵消，使输出电压基本 不变。采用补偿电容措施，大约使保持精度提高一个数量级。
-E V ui
R V1
∞ + + N C uo
在保持状态下，V的漏电流通过R流入运算放大器的输出端。 由于该漏电流在R上形成的压降很小，一般低于10mV，所以 V1的漏极与衬底间的电压很小。同样，V1源极与衬底之间的 电压为运算放大器两输入端的电压差(即失调电压)，也是很小 的。 在这种条件下，V1的漏电流大约减小两个数量级。
Uc
VD1 V1 ∞ + ui + N1 C R2 R3 V + + N2 uo VD2 R1 V2 C1 ∞
二、采样保持实用电路 当Uc为高电平时：
等效电路如图。
Ron2
C1 ∞ -
∞ + ui + N1 C Ron
+ + N2
uo
b)
N1、N2和R1构成负反馈电路，N2用作跟随器，使uo=ui。 由于主模拟开关V处于闭环回路中，所以其导通电阻Ron以 及N2的失调和漂移对精度的影响均大大地削弱。可见电路有 很高的采样精度。 存储电容C和反馈校正电容C1都引入时间常数，限制了电路 的工作速度。
Uc
VD1 V1 ∞ + ui + N1 C R2 R3 V + + N2 uo VD2 R1 V2 C1 ∞
二、采样保持实用电路 当Uc为高电平时： VD1使V1的UGS1>UP1(夹断电压)，开关V1断开，这时 VD2反偏使V的UGS=OV，开关V导通，从而使V2也导 通，导通电阻分别为Ron和Ron2， 电路处于采样状 态，等效电路如图。
二、采样保持实用电路
（1）模拟开关漏电流的旁路
V为主开关， V1为隔离开关
-E V ui
R V1
∞ + + N C uo
Uc
通过减小模拟开关漏电流对存储电容的影响来提高保持精度的。
-E V ui
R V1
∞ + + N C uo
Uc
当控制电压Uc为高电平时，V和V1导通，电路处于采样阶段 当控制电压Uc为低电平时，V和V1关断，电路处于保持阶段
6.2 采样保持电路 6.2.1 基本原理
基本组成： 1. 模拟开关 2. 存储电容 3. 缓冲放大器
∞ ∞ + + N 1
S
uc C
-
ui
+ + N 2
uo
Uc
当Uc=“1”时，S接通，ui向C充电，输出跟踪模拟输入 信号变化——采样阶段(uo=uc=ui)。
当Uc=“0”时，S断开，uo保持S断开瞬间的输入信号值 ——保持状态(uo保持uc值)。
元件性能要求
■
模拟开关：要求模拟开关的导通电阻小，漏电流小，极 间电容小和切换速度快。 存储电容：要选用介质吸附效应置电流小、带宽宽及转换速率 （上升速率）大的运算放大器，输入运放还应具有大的 输出电流。
采样保持电路 基本原理 采样保持电路的 基本组成：
Uc
-E V ui
R V1
∞ + + N C uo
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 置电流的影响。
6.2 采样保持电路 6.2.1 基本原理
a) u ,u uii ,uoo
保持 采样
采样定理： 采样频率fs > 2 fmax 采样间隔Ts< 1/ 2 fmax 通常取fs = (7~10) fmax
■
uo o u
ui f(t)
O O fs(t)
tt
O O
Ts T
s
tt
对采样保持电路的主要要求：精度和速度 为提高实际电路的精度和速度，可从元件和电路两方 面着手解决。
Uc=1，S闭合：uo=ui,输出跟 随输入变化。并 向电容 C充电。 Uc=0，S断开：uo保持断开瞬 间的输入信号。
∞
∞ + S C UC + N1
+ + uo
（1）模拟开关
（2）模拟信号存储 电容 （3）缓冲放大器
ui
a）S/H电路原理 ui, uo
uo
f(t)
O
t
UC
O
Ts b）模拟信号采样
二、采样保持实用电路 当Uc为低电平时： V和V2截止，V1导通，电路处于保持状态，等效 电路如图所示
Uc
VD1 V1 ∞ + ui + N1 C R2 R3 V + + N2 uo VD2 R1 V2 C1 ∞
二、采样保持实用电路 当Uc为低电平时：
等效电路
ui ∞ + + N1 C Ron1 -
（4）集成采样-保持电路AD582
Uc
+5V
uo
14 13 12 11 & 10 9 8
AD582
DG ∞ +
#
-
S
-
∞ +
模 ? /# 拟 量 输 入
AD571
状 态
+ N1
+ N2
1
2
3
4 偏移调节
5
6
7
ui
C
（4）集成采样-保持电路AD582
两级运算放大器N1和N2，模拟开关S，门控制电路DG 应用时，引脚3和4之间外接1OOk电位器用以失调调零， 引脚6外接保持电容C：0.001--0.01uf，其大小与采样频率 和精度有关引脚12输入控制信号Uc。 图中，AD582的采样-保持输出信号送入A/D转换器AD571的模 拟量输入端，AD571的状态输出端与AD582的控制信号输入端 相连接。A/D转换器启动后，状态输出端为低电平，控制 AD582内的开关S断开，AD582处于保持状态，当A/D转换器对 模拟输入量的转换过程结束时，状态输出端立即变为高电平， 使AD582内的开关S闭合，使之又处于采样状态。
t
采样保持电路
基本原理
对采样保持电路的主要 要求：
精度和速度，充电快、 放电慢
导通电阻、截止电 阻、延迟时间
∞ ∞ + S C UC + + uo
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。
ui
+ N1
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
（3）高速S/H电路
用开环式采样/保持电路方案，选用高速元件，并通 过扩增驱动电流来减小存储电容的充电时间。
Uc
VD1 V1
VD2
V2
∞ ∞ ui + N1 + C R1 R2 V + + N2 uo
（3）高速S/H电路
在采样期间，Uc为正，V与V2导通，V1截止。 V1的导通将使V和C置于N1的闭环回路中，C上的电压将等于 输入电压而不受V的导通电阻的影响，另外，由于N1反相端 的偏置电流和V1的漏电流都很小， V2导通电阻的压降极小，故其影响可以略去不计，所以C上 的电压仍能非常精确地等于N1反相端的电压。 但与图6-1-10相比，由于N2未在反馈回路中，虽然N2使电路 工作速度得以提高，但它的漂移和共模误差在采样期间得不 到校正，会使采样误差增大。 在保持期，V、V2截止。除了V外，V2也将产生漏电流。所以 保持精度也比图6-1-10的差。 由此可见，这个电路的速度提高是靠牺牲精度换来的。
第一节 采样保持电路
采样/保持电路：
具有采集某一瞬间的模拟输入信号，并保持其值的 功能。 在采样状态下：
电路的输出跟踪输入模拟信号。 在保持状态下：
电路的输出保持采样结束时刻的瞬时模拟输入 信号，直至进入下一次采样状态为止。 一般应用：信号的采集，自动补偿直流放大器的失 调和漂移。瞬态变量的测量等。
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 规定的误差范围以内所需的时间。跟踪性能的标志。
孔径时间：指从发出保持指令的时刻起，到开关真正 断开所需的时间。 切断能力的标志。
下垂率：指由于存贮电容的电荷的泄漏所引起的输出 电压的变化率。 。
第一节 采样保持电路