Prov och håll krets

Sample and Hold Circuit tar sampel från den analoga insignalen och håller dem under en viss tidsperiod och matar sedan ut den samplade delen av insignalen. Denna krets är endast användbar för att sampla några mikrosekunder av insignalen.

En samplings- och hållkrets består av kopplingsanordningar, kondensator och en operationsförstärkare. Kondensator är hjärtat i prov- och hållkretsen eftersom det är den som håller den samplade ingångssignalen och ger den vid utgången enligt kommandoingången. Denna krets används mest i Analog till Digital Converters för att ta bort vissa variationer i insignalen, vilket kan skada omvandlingsprocessen.

Ett typiskt blockschema för prov- och hållkretsen nämns nedan:

Allmänt tillämpad ingångsspänningssignal är en kontinuerligt föränderlig analog signal. Kommandoingång tillhandahålls för att utlösa samplingen och hållningen av insignalen. Kommandoingång är inget annat än en på / av-signal för att starta / stoppa sampling av insignal, det är i allmänhet PWM. Samplings- och hållningsprocessen beror på kommandoinmatningen. När omkopplaren är stängd samplas signalen och när den är öppen håller kretsen utsignalen. På / AV-tillståndet för omkopplaren styrs av kommandoingången.

Den perfekta ingångs- och utgångsvågformen för prov- och hållkretsen ges nedan:

Det kan tydligt förstås från ovanstående diagram att denna krets tar samplingar av insignalen under den tid som kommandoingången är hög och replikerar samma sampel vid utgången. Och när kommandoingången är LÅG behåller den sista spänningsnivån för samplad signal.

Om vi simulerar vår prov- och hållkrets får vi ovanstående vågform. Den fullständiga provet och håll kretssimulering video ges i slutet.

Material krävs

• uA741 Op-Amp IC
• 2N4339 N-kanal JFET
• Analog ingång och pulsingångsgenerator
• Motstånd (10k, 10M)
• Diod (1N4007)
• Kondensator (0.1uf - 1nos)

Kretsschema

För att tillhandahålla analog signal vid ingångsterminalen kan du använda 6-0-6 step-down transformator. Och för att ge puls- eller PWM-ingång till transistorn kan du använda 555 timer IC i ett stabilt läge. Vi behöver också en likströmsförsörjning för att tillhandahålla Vcc till Op-amp IC, som kommer att ligga inom området +5 till + 15V.

Arbeta med prov- och hållkrets

Som du kan i kretsschemat har vi använt 2N4339 N-kanal JFET, en op-amp och en kondensator. En kommandoingång (en PWM-ingång) är ansluten till portterminalen på 2N4339-transistorn. Som du kan i kretsschemat har vi använt 2N4339 N-kanal JFET, en op-amp och en kondensator. En kommandoingång (en PWM-ingång) är ansluten till portterminalen på 2N4339-transistorn. En diod 1N4007 är också ansluten mellan kommandoeingång och 2N4339 N-kanal JFET.

Nu är frågan varför dioden är ansluten i omvänd tillstånd? Låt mig ge dig en kort introduktion om 2N4339. 2N4339 är en N-kanal JFET med låg ljudnivå och hög förstärkning. 2N4339 leder (slår PÅ) endast när gate-to-source-spänningen ligger inom intervallet -0,3v till -50v (max). Nu har vi ställt in den initiala spänningen för kommandoingången till -15V och pulsad spänning till 15V. Så när kommandospänningen är negativ kommer dioden att vara förspänd framåt vilket gör att transistorn slås PÅ och vice versa.

Op-amp 741 används här som en spänningsföljare, eftersom spänningsföljaren i allmänhet har en hög ingångsimpedans och en låg utgångsimpedans. Detta används när insignalen är av låg ström eftersom spänningsföljaren kan leverera tillräcklig ström till nästa steg.

Så när kommandoingången är HÖG fungerar transistorn som sluten omkopplare och i detta ögonblick börjar kondensatorn att ladda till sitt toppvärde och lagrar samplet på insignalen under den tid som transistorn är i tillstånd. Nu när kommandoingången är LÅG fungerar transistorn som öppen omkopplare och kondensatorn kommer att uppleva hög impedans och på grund av detta kan den inte urladdas och håller laddningen under en viss tidsperiod. Den här tiden kallas innehavsperiod. Och den tid under vilken kretsen samplar insignalen kallas som samplingsperiod.

Några tillämpningar av prov- och hållkrets

• ADC (analog-till-digital konvertering)
• DAC: er (digital-till-analog-omvandling)
• I analog demultiplexing
• I linjära system
• I datadistributionssystemet
• I digitala voltmetrar
• I signalbyggnadsfilter