En électronique, un circuit d'échantillonnage et de maintien (S&H) est un dispositif analogique qui est utilisé pour prendre la tension d'un signal analogique en constante évolution et verrouille sa valeur à un niveau stable pendant une période de temps moindre. Ces circuits sont les dispositifs de mémoire analogiques de base. Ils sont normalement utilisés dans les ADC (convertisseurs analogique-numérique) pour éliminer les différences dans le signal d'entrée qui peuvent endommager le processus de changement. Un circuit typique de l'échantillon et du maintien stocke la charge électrique dans un condensateur et contient au moins un dispositif de commutation comme un transistor à effet de champ interrupteur et généralement un op-amp (amplificateur opérationnel) .
Pour échantillonner le signal i / p, le commutateur unit le condensateur à l'o / p d'un amplificateur tampon. Cette l'amplificateur amplifie le condensateur de sorte que la tension aux bornes du condensateur soit presque égale ou proportionnelle à la tension d'entrée. Sous forme de maintien, l'interrupteur sépare le condensateur du tampon. Le condensateur est toujours déchargé par ses propres courants de sortie et courants de charge utiles, ce qui rend le circuit essentiellement instable, mais la chute de tension dans un temps de maintien particulier reste dans une marge d'erreur appropriée.
Qu'est-ce que le circuit d'échantillonnage et de maintien?
Le circuit d'échantillonnage et de maintien est un circuit électrique ce qui fait des exemples de tension qui lui sont donnés à titre d'information, et à partir de là, il retient ces échantillons pour le temps positif. Le temps au milieu duquel le circuit d'échantillonnage et de maintien produit l'échantillon du signal i / p est appelé temps d'échantillonnage. De manière correspondante, la durée du circuit au milieu de laquelle il détient la valeur échantillonnée est appelée temps de maintien.
Circuit d'échantillonnage et de maintien
En général, le temps d'échantillonnage est compris entre 1 µs et 14 µs tandis que le temps de maintien peut s'attendre à n'importe quelle valeur nécessaire dans l'application. Il ne sera pas faux de dire que le condensateur est le cœur du circuit d'échantillonnage et de maintien. Cela est dû au fait que le condensateur qui s'y trouve se charge à sa valeur de crête lorsque l'interrupteur est ouvert, c'est-à-dire pendant l'échantillonnage et maintient la tension inspectée lorsque l'interrupteur est fermé.
Diagramme de circuit d'échantillonnage et de maintien
Le schéma de circuit ci-dessous montre le circuit d'échantillonnage et de maintien à l'aide d'un ampli-op. Il ressort clairement du schéma de circuit que deux amplificateurs opérationnels sont reliés par un interrupteur. Lorsque le commutateur est verrouillé, la méthode d'échantillonnage apparaîtra dans l'image et lorsque le commutateur est déverrouillé, le résultat de maintien sera là. Le condensateur associé au deuxième ampli opérationnel n'est rien d'autre qu'un condensateur de maintien.
Circuit d'échantillonnage et de maintien
En utilisant ce circuit d'échantillonnage et de maintien, nous pouvons obtenir des échantillons du signal analogique, suivis d'un condensateur. Il conserve ces échantillons pendant un temps particulier. En conséquence, un signal stable est produit et peut être transformé en signal numérique à l'aide de ADC (convertisseurs analogique-numérique) .
Fonctionnement du circuit d'échantillonnage et de maintien
Le fonctionnement de ce circuit peut être simplement compris en utilisant ses composants fonctionnant. Les principaux composants pour construire le circuit d'échantillonnage et de maintien comprennent un MOSFET de type à amélioration de canal N, un condensateur et un amplificateur opérationnel de haute précision.
En tant qu'élément de commutation, le MOSFET d'amélioration de canal N est utilisé. La tension d'entrée est donnée via sa borne de drain et la tension de commande est également donnée via sa borne de grille. Lorsque l'impulsion + ve de la tension de commande est appliquée, le MOSFET sera l'état activé. Et il fonctionne comme un interrupteur fermé. À l'opposé, lorsque la tension de commande est nulle, le MOSFET sera désactivé et fonctionnera comme un interrupteur ouvert.
Circuit d'échantillonnage et de maintien à l'aide de l'ampli-op
Lorsque le MOSFET fonctionne comme un interrupteur fermé, le signal analogique qui lui est donné via la borne de drain sera envoyé au condensateur. Ensuite, le condensateur se chargera à sa valeur maximale. Lorsque l'interrupteur est relâché, le condensateur cesse de se charger. En raison de l'amplificateur opérationnel à haute impédance connecté à l'extrémité du circuit, le condensateur connaîtra une impédance élevée, car il ne peut pas se décharger
Cela dirige le maintien de la charge par le condensateur pendant la durée exacte. Cela peut être appelé période de détention. Et le temps dans lequel des échantillons de tension i / p sont produits est appelé période d'échantillonnage. O / p traité par ampli-op tout au long de la période de détention. Ainsi, la période de détention a une implication pour les amplificateurs opérationnels.
Formes d'onde d'entrée et de sortie
Les formes d'onde du circuit d'échantillonnage et de maintien comme expliqué dans le diagramme suivant. Il est clair d'après la forme d'onde du circuit, que pendant la période de marche quelle sera la tension au o / p. Tout au long de la période OFF, la tension qui existe à l'o / p de l'ampli-op.
Formes d'onde d'entrée et de sortie
Applications de circuit d'échantillonnage et de maintien
Les applications du circuit d'échantillonnage et de maintien comprennent les suivantes
- Oscilloscopes d'échantillonnage
- Système de distribution de données
- Voltmètres numériques
- Traitement du signal analogique
- Filtres de construction de signaux
- Système de conversion de données
Il s'agit donc du circuit d'échantillonnage et de maintien. En termes simples, ce circuit produit les échantillons du signal analogique i / p et conserve les valeurs échantillonnées les plus récentes pour le temps exact et les réplique au o / p. Nous espérons que vous avez une meilleure compréhension de ce concept. De plus, pour toute question concernant ce concept ou pour mettre en œuvre des projets électriques, veuillez donner votre avis en commentant dans la section des commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quelle est la fonction du circuit d'échantillonnage et de maintien?
