单片采样保持电路

单片采样保持电路

现在已有多种单片采样保持电路的产品。图5.4-72是单片采样保持电路LF398。该电路在作为单位增益跟随器使用时，其DC增益精度为0.002%到0.01%时获得时间为6US。输入阻抗为10的10次方欧姆。在保持电容为1UF时，输入下降特性为5MV/MIN。该芯片在±5~±18V之间的任何一种电源电压下工作。

LF198／298／398是单片采样保持放大器，它利用BI-FET技术获得超高的

直流(DC)精度，具有信号快速采样和低下降率。作为单位增益跟随器工作，DC

增益精确度典型值为0．002％，采样时间低于6μs时达到0．01％。一个双极性

输入级用于完成低失调电压和宽频带，一个信号输入端实现输入失调的调节而不

会降低输入失调漂移的要求。宽的频带允许LF198／298／398内部包含1MHz

反馈环路运算放大器，而不会出现不稳定问题。输入阻抗1010Ω允许将其用于

高阻信号源而不会降低精度。在输出放大器中采用P沟道结型场效应管(JFET)与双极性器件结合，用一个1μF保持电容器时可获得5mV／分钟的低下降率。JFET与早期设计使用的MOS器件相比噪声低得多，并且高温稳定性好。整个芯片设计确保在保持模式下，不存在从输入到输出的直通，即使在信号等于电源电压时也是如此。LF198／298／398逻辑输入端是具有低输入电流的完全差分输入，允许直接连接TTL、PMOS、CMOS信号电平，差分阈值为1．4V。LF198／298／398及LF198A／398A等的引脚排列如图所示。

采样时间为20US的中速采样和保持电路功能及原理分析

电路的功能

所谓采样和保持电路，就是以任意时间取出不断变化的模拟信号，并将其电压加以保持的电路，把该电路作为A-D变换器的前级，固定变换中的模拟电压，取出瞬时值，这样使用速度较低的A-D变换器，也能处理变化速度快的信号。此外使采样信号与基准相们同步，即可实现采样同步检波以低纹波整流超低频信号。

电路工作原理

对于采样和保持电路来说，最重要的问题是采样电压能否尽快地给电容器充

电和保持信电压不随进间而变。

电路加了模拟开关和存贮电荷用的电容器后，只要用单个脉冲充电即可达到

目的。因为精度不高，所以这种电路只适用于要求高速、低分辨率的场合。

本电路是单片IC化的反馈式采样和保持电路，适用于中速。用虚线框起的

部分是IC的核心部件，采样状态开关闭合，保持电容器C1充电到与输入电压

相等为止，这时OP放大A1的反相、同相输入端电位相等，于是停止充电。由于形成反馈电路，可减少因开关通态电阻产生的误差。

在保持状态，开关断开，C1的电荷被保持。但实际上会因漏电流或绝缘电阻的存在而有所下降。为了减少电压下降，可加大C1的电容量，但这样充电时间就会延长，采样时间也加长，为兼顾两者，必须选择合适的参数，可以根据图A的分辨率，若选用0.01UF的电容，采样时间大约为20US。为了解决电压下降问题，可按下述采样时间，确定采样周期内电压的下降量。假如采样周期为1秒，根据图B提供的曲线，在室温条件下，C1=0.01UF时，电压下降3.5MV。

输入信号电平比较低时，误差会增大，为了提高A-D变换器输入信号的电平，可用可编程放大器作为前置放大级。

元件的选用

虽然电路的基本特性取决于IC，但也要注意保持电容器C1的选择。绝缘电阻高的聚丙烯电容器最好，其次可选用苯乙烯或聚酯薄膜电容。实际上，由于印刷电路板线路布置不同，漏电流或绝缘电阻也会有差异，所以必须进行屏蔽处理。