Prov och håll - Sample and hold

För Neil Young- låt, se Trans (album) . För remixalbum av Simian Mobile Disco , se Sample and Hold .
Ett förenklat kopplingsschema för prov och håll. AI är en analog ingång, AO - en analog utgång, C - en styrsignal.
Provtider.
Prov och håll.
En prov-och-håll-integrerad krets ( Tesla MAC198)

I elektronik är ett samplings- och hållkrets (även känt som samplings- och följ) -krets en analog enhet som samplar (fångar, tar) spänningen hos en kontinuerligt varierande analog signal och håller (låser, fryser) dess värde på en konstant nivå för en specificerad minimiperiod. Prov- och hållkretsar och relaterade toppdetektorer är de elementära analoga minnesenheterna . De används vanligtvis i analog-till-digital-omvandlare för att eliminera variationer i insignaler som kan skada omvandlingsprocessen. De används också i elektronisk musik, till exempel för att ge en slumpmässig kvalitet till successivt spelade toner.

En typisk samplings- och hållkrets lagrar elektrisk laddning i en kondensator och innehåller minst en omkopplingsanordning, såsom en FET-omkopplare (fälteffekttransistor) och normalt en operationsförstärkare . För att sampla insignalen kopplar omkopplaren kondensatorn till utgången från en buffertförstärkare . Buffertförstärkaren laddar eller urladdar kondensatorn så att spänningen över kondensatorn är praktiskt taget lika eller proportionell mot ingångsspänningen. I vänteläge kopplar brytaren bort kondensatorn från bufferten. Kondensatorn urladdas alltid av sina egna läckströmmar och användbara belastningsströmmar, vilket gör att kretsen i sig är flyktig , men spänningsförlusten ( spänningsfall ) inom en angiven hålltid ligger inom en acceptabel felmarginal för alla utom de mest krävande applikationerna.

Syfte

Prov- och hållkretsar används i linjära system. I vissa typer av analog-till-digital-omvandlare jämförs ingången med en spänning som genereras internt från en digital-till-analog-omvandlare (DAC). Kretsen försöker en serie värden och slutar konvertera när spänningarna är lika, inom någon definierad felmarginal. Om ingångsvärdet tilläts ändras under denna jämförelseprocess skulle den resulterande omvandlingen vara felaktig och möjligen inte relaterad till det verkliga ingångsvärdet. Sådana successiva approximationsomvandlare kommer ofta att innehålla interna samplings- och hållkretsar. Dessutom används prov- och hållkretsar när flera prover behöver mätas samtidigt. Varje värde samplas och hålls med en gemensam samplingsklocka.

För praktiskt taget alla kommersiella flytande kristaller med aktiv matris displayer baserade på TN, IPS eller VA elektrooptisk LC-celler (med undantag av bistabil fenomen), varvid varje bildpunkt representerar en liten kondensator, som måste periodiskt laddas till en nivå som motsvarar den gråskala värde (kontrast) önskad för ett bildelement. För att upprätthålla nivån under en skanningscykel (ramperiod) är en ytterligare elektrisk kondensator ansluten parallellt med varje LC-pixel för att bättre hålla spänningen. En tunnfilms-FET-omkopplare adresseras för att välja en viss LC-pixel och ladda bildinformationen för den. Till skillnad från en S / H i allmän elektronik finns det ingen utgångsförstärkare och ingen elektrisk signal AO. Istället kontrollerar laddningen på hållkondensatorerna deformationen av LC-molekylerna och därmed den optiska effekten som dess utgång. Uppfinningen av detta koncept och dess implementering i tunnfilmsteknik har hedrats med IEEE Jun-ichi Nishizawa-medaljen .

Prov och håll stencilen på en Korg ARP Odyssey- synthesizer.

Under en skanningscykel följer inte bilden insignalen. Detta tillåter inte ögat att uppdateras och kan leda till suddighet under rörelsessekvenser, också är övergången synlig mellan ramar eftersom bakgrundsbelysningen lyser konstant och lägger till att rörelseoskärpa visas .

Prov- och hållkretsar finns också ofta på syntar , antingen som en separat modul eller som en integrerad komponent. De används för att ta periodiska sampel av en inkommande signal, typiskt som en källa för modulering för andra komponenter i synthesizern. När en samplings- och hållkrets är ansluten till en vit brusgenerator är resultatet en sekvens av slumpmässiga värden, som - beroende på moduleringsamplituden - kan användas för att ge subtila variationer i en signal eller vilt varierande slumpmässiga toner.

Genomförande

För att hålla ingångsspänningen så stabil som möjligt är det viktigt att kondensatorn har mycket lågt läckage och att den inte laddas i någon större grad vilket kräver en mycket hög ingångsimpedans .

Se även

Anteckningar

Referenser