簡介
採樣保持器
計算機系統模擬量輸入通道中的一種模擬量存儲裝置。它是連線採樣器和模數轉換器的中間環節。採樣器是一種開關電路或裝置,它在固定時間點上取出被處理信號的值。採樣保持器則把這個信號值放大後存儲起來,保持一段時間,以供模數轉換器轉換,直到下一個採樣時間再取出一個模擬信號值來代替原來的值。在模數轉換器工作期間採樣保持器一直保持著轉換開始時的輸入值,因而能抑制由放大器干擾帶來的轉換噪聲,降低模數轉換器的孔徑時間,提高模數轉換器的精確度和消除轉換時間的不準確性。一般生產過程控制計算機的模擬量輸入可能是每秒幾十點、幾百點,對於大型系統甚至上千點,往往需要高速採樣(如5000~10000點/秒)。為使這些模擬量信號逐個地送到模數轉換器,而不至降低被測信號的真實性,必須採用採樣保持器。在低速系統中一般可以省略這種裝置。
原理
採樣保持電路由模擬開關、存儲元件和緩衝放大器A組成。在採樣時刻,加到模擬開關上的數位訊號為低電平,此時模擬開關被接通,使存儲元件(通常是電容器)兩端的電壓UB隨被採樣信號UA變化。當採樣間隔終止時,D變為高電平,模擬開關斷開,UB則保持在斷開瞬間的值不變。緩衝放大器的作用是放大採樣信號,它在電路中的連線方式有兩種基本類型:一種是將信號先放大再存儲,另一是先存儲再放大。對理想的採樣保持電路,要求開關沒有偏移並能隨控制信號快速動作,斷開的阻抗要無限大,同時還要求存儲元件的電壓能無延遲地跟蹤模擬信號的電壓,並可在任意長的時間內保持數值不變。
其它
通常,採樣保持器與採樣器、放大器和模數轉換器一起構成模擬量輸入通道,用於工業過程計算機系統或數據採集系統。現場信號(如溫度、壓力、流量、物位、機械量和成分量等被測參數)經過信號處理(標度變換、信號隔離、信號濾波等)送入採樣器,在控制器控制下對信號進行分時巡迴和多路切換選擇,然後經放大器和採樣保持電路再送入模數轉換器,轉換成計算機能接受的二進制數碼。