推移质采样器

    采样保持电路（sampleholddevices)简称S/H；它用在模拟/数字（A/D）转换系统中的一种电路，作用是采集模拟输入电压在某一时刻的瞬时值，并在模数转换器进行转换期间保持输出电压不变，以供模数转换。

    采样保持电路有采样和保持两种工作状态，这两种工作状态对于电路的性能，整个A/D转换部分性能都有很大的影响。在这两种不同的模式下，电路的特点也有一定的差别，下面根据采样保持电路两种不同的工作状态来分析其主要技术指标。
    1）采样状态下的主要技术指标
    偏移电压，是指在采样模式下，当输入端电压为零时，输出端的输出电压值。为了保证A/D转化芯片能够准确地采样，偏移电压的值应当满足式(1)
    -变化频率，是指在采样模式下，输出电压的变化频率。这个频率值受到保持电容容值大小的影响，对系统的工作频率有一定的限制作用。
    2）保持状态下的主要技术指标
    降压速率，是指在保持模式下，输出端的输出电压值随输入时间变化的速率。降压速率满足式(
    -馈通衰减量，是指在保持模式下，输入信号的电压值到经过采样保持电路后，在输出端输出时的减少量。为了使A/D芯片能够准确地采样出信号，馈通衰减量小于A/D芯片的有效位LSB的1/2。
    3）状态转换时的主要技术指标
    采样时间，是指当电路由保持状态切换为采样状态时，获取输入信号电压值所需的时间。 孔径延时，是指当电路由采样状态变为保持状态时，电容由充电开始，到电压稳定所经历的时间。孔径延迟是一个十分重要的技术指标，其直接影响着采样的速率和精确度。
    4） 影响采样保持电路性能的主要因素
    简化的采样保持电路模型
    由简化了的采样电路模型可以看出，一个采样保持电路由输入、输出端口，切换开关以及保持电容等几个部分组成。因此，对其性能的影响也主要体现在以下几个方面： 首先，保持电容的容值。采样保持电路的保持电容值要根据实际应用综合考虑。如果容值较小，那么采样过程中电容的充电时间就较短，就能够较好地跟踪变化频率较高的信号，对前面提到的采样状态下的主要技术指标变化频率有很好的提高。但是，较小的容值会使电路在保持状态时放电较快，使得保持状态下的降压速率加大，从而影响系统的采样精度。因此，在实际的设计过程中，要结合系统要求，对保持电容的容值进行仿真优化，达到效果。 输入输出端电阻值。输入输出端电阻值对电路性能的影响和保持电容的容值的影响一样，都是基于对电路充放电时间的长短来考虑的。一般情况下，我们希望输入端电阻值越小越好，这样在采样状态下，电容能够较快速地充电；我们也希望输出端所接电阻值越大越好，这样开关断开电路进入保持状态使系统放电较慢，进而降压速率降低，提高系统采样精度。 采样保持状态切换开关。切换开关的性能也对整个电路有着十分重要的影响。切换开关的导通和关断速度直接影响着采样保持电路的精度。如果开关的切换速度较慢，电路就不能在所需的时间切换到采样或者保持状态，进而无法满足系统对所接收的信号进行取样的要求，使采样到的信号失真。另外，切换开关本身也有孔径延时，孔径抖动的问题，这些都对电路性能有一定的影响。 结合上述分析，在设计采样保持电路时，一般在输出端接一个由集成运放构成的信号跟随器。由于运放的输入电阻一般较高，这样电容放电时间较短。在电容的输入端，也可以接集成运放，利用其输出电阻较小的特性，加快充电时间。在切换开关的选取上，尽量选择切换时间短，孔径延迟和孔径抖动都比较小的开关，这样才能保证采样保持电容的性能指标，进而提升系统的采样准确度。对于保持电容的选取，要利用仿真设计软件，对多种容值进行分析设计，达到采样和保持时性能的折中点，满足系统的设计要求。