Örnekleme ve tutma devresi

Örnekleme ve Bekletme Devresi, analog giriş sinyalinden örnekler alır ve bunları belirli bir süre boyunca tutar ve ardından giriş sinyalinin örneklenmiş kısmını çıkarır. Bu devre yalnızca birkaç mikrosaniye giriş sinyalini örneklemek için kullanışlıdır.

Bir Örnek ve Tutma devresi, anahtarlama cihazlarından, kapasitörden ve bir işlemsel yükselticiden oluşur. Kondansatör Örnekleme ve Tutma Devresinin kalbidir çünkü örneklenen giriş sinyalini tutan ve komut girişine göre çıkışta sağlayan kişidir. Bu devre çoğunlukla Analogdan Dijitale Dönüştürücülerde, dönüştürme sürecini bozabilecek giriş sinyalindeki belirli değişiklikleri kaldırmak için kullanılır.

Örnekleme ve tutma devresinin tipik bir blok diyagramı aşağıda belirtilmiştir:

Genel olarak uygulanan giriş voltajı sinyali, sürekli değişen bir analog sinyaldir. Giriş sinyalinin örneklenmesini ve tutulmasını tetiklemek için komut girişi sağlanır. Komut girişi, giriş sinyalinin örneklemesini başlatmak / durdurmak için bir açma / kapama sinyalinden başka bir şey değildir, genellikle PWM'dir. Örnekleme ve bekletme süreci komut girişine bağlıdır. Anahtar kapatıldığında sinyal örneklenir ve açık olduğunda devre çıkış sinyalini tutar. Anahtarın Açık / Kapalı durumu komut girişi ile kontrol edilir.

Örnekleme ve tutma devresinin ideal giriş ve çıkış dalga formu aşağıda verilmiştir:

Yukarıdaki diyagramdan, bu devrenin, Komut Girişinin yüksek olduğu süre için giriş sinyalinden örnekler aldığı ve çıkışta aynı örneği kopyaladığı açıkça anlaşılabilir. Ve komut girişi DÜŞÜK olduğunda, örneklenen sinyalin son voltaj seviyesini korur.

Biz ise bizim Numune taklit ve Circuit tutun, yukarıdaki dalga biçimini alacak. Tam örnek ve tutma devresi simülasyon videosu sonunda verilmiştir.

Gerekli Malzeme

• uA741 Op-Amp IC
• 2N4339 N-kanal JFET
• Analog Giriş ve Darbe Giriş Jeneratörü
• Direnç (10k, 10M)
• Diyot (1N4007)
• Kondansatör (0.1 uf - 1nos)

Devre şeması

Giriş terminalinde analog sinyal sağlamak için 6-0-6 düşürücü transformatörü kullanabilirsiniz. Ve transistöre darbe veya PWM girişi vermek için, kararsız modda 555 timer IC kullanabilirsiniz. Op-amp IC'ye Vcc sağlamak için +5 ila + 15V aralığında olacak bir DC kaynağına da ihtiyacımız var.

Numune ve Tutma Devresinin Çalışması

Devre şemasında görebileceğiniz gibi, 2N4339 N-kanal JFET, bir op-amp ve bir kondansatör kullandık. 2N4339 transistörünün Geçit terminaline bir komut girişi (bir PWM girişi) bağlanır. Devre şemasında görebileceğiniz gibi, 2N4339 N-kanal JFET, bir op-amp ve bir kondansatör kullandık. 2N4339 transistörünün Geçit terminaline bir komut girişi (bir PWM girişi) bağlanır. Komut girişi ile 2N4339 N-kanal JFET arasına bir 1N4007 diyot da bağlanmıştır.

Şimdi, soru, diyotun neden ters durumda bağlı olduğudur? Size 2N4339 hakkında kısa bir giriş yapmama izin verin. 2N4339, düşük gürültü ve yüksek kazançlı N kanallı bir JFET'tir. 2N4339 yalnızca geçitten kaynağa voltaj -0.3v ila -50v (maks.) Aralığında olduğunda iletir (AÇIK hale getirir). Şimdi, komut girişinin başlangıç ​​voltajını -15V ve darbeli voltajı 15V olarak ayarladık. Bu nedenle, komut giriş voltajı negatif olduğunda, diyot ileri doğru eğimli olacaktır, bu da transistörün AÇIK duruma gelmesine neden olur ve bunun tersi de geçerlidir.

Op-amp 741 burada voltaj takipçisi olarak kullanılır, çünkü voltaj takipçisi genellikle yüksek bir giriş empedansına ve düşük bir çıkış empedansına sahiptir. Bu, giriş sinyali düşük akım olduğunda kullanılır çünkü voltaj takipçisi bir sonraki aşamaya yeterli akımı sağlayabilir.

Bu nedenle, komut girişi YÜKSEK olduğunda, transistör kapalı anahtar olarak çalışır ve bu anda kondansatör, en yüksek değerine kadar şarj etmeye başlar ve transistörün açık olduğu zaman için giriş sinyali örneğini depolar. Şimdi komut girişi DÜŞÜK olduğunda, transistör açık anahtar olarak çalışır ve kondansatör yüksek empedans yaşar ve bu nedenle deşarj edilemez ve belirli bir süre boyunca yükü tutar. Bu süre Tutma Süresi olarak bilinir. Ve devrenin giriş sinyalini örneklediği süre Örnekleme Periyodu olarak adlandırılır.

Örnek ve Tutma Devresinin Bazı Uygulamaları

• ADC'ler (Analogdan Dijitale Dönüştürme)
• DAC'ler (Dijitalden Analoğa Dönüştürme)
• Analog Demultiplexing'de
• Doğrusal Sistemlerde
• Veri Dağıtım Sisteminde
• Dijital Voltmetrelerde
• Sinyal Yapısal Filtrelerde