（已结帖）2011-03-20-工控擂台-采样/保持器的工作原理是什么？ 点击：4979 | 回复：15
采样/保持器的工作原理是什么？你在平常的工作中是否能用到采样/保持器？如果能用到请详细介绍其应用（最好有实物图和电路原理图）.
下周初结贴，9个最优回帖分别获得20MP、10MP、10MP、10MP、20积分、20积分、20积分、20积分、20积分！
MP介绍：gongkongMP即工控币，是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位，类似于大家熟悉的QB，1个MP=1元人民币。
MP有什么用？兑换服务：以1个MP=1元来置换中国工控网的相关服务。 兑换现金：非积分获得的MP可兑换等值现金（满100MP后、用户可通过用户管理后台申请兑换）。
楼主最近还看过
采样/保持器是一种具有信号输入,信号输出以及由外部指令控制的模拟门电路.它主要由模拟开关K,电容CH 和缓冲放大器A组成,采样/保持器的工作原理:
在t1时刻前,控制电路的驱动信号为高电平时,模拟 开关K闭合,模拟输入信号UI通过模拟开关K加到电容CH 上,使得电容CH端电压Uc跟随模拟输入信号U1变化而变化,这个时期称为跟踪(或叫采样)期.
在t1时刻,驱动信号为低电平,模拟开关K断开,此时电容CH上的电压Uc保持模拟开关断开瞬间的U1值不变并等待A/D转换器转换,这个时期称为保持期.
在t2时刻,保持结束,新一个跟踪(采样)时刻到来,此时驱动信号又为高电平,模拟开关K重新闭合,电容CH端电压Uc又跟随模拟输入信号UI变化而变化,直到t3时刻驱动信号为低电平时,模拟开关K断开.
采样保持器详细说明如下：
S/H采样/保持器 ：在A/D转换过程中，必须保持输入信号不变，这时S/H采样保持器有2种工作模式：一种是采样模式，此时其输出跟踪模拟输入电压；一种是保持模式，此时输出保持在命令发出时刻的输入模拟值上直至保持命令撤销。大多数S/H集成在一个芯片上，但不包括电容部分，常用的有LF398、AD582等。LF398如图，其7、8脚分别为逻辑参考、开关逻辑控制端，它们接到A1的两相输入端，A1无反馈回路，工作时处于正反向饱和输出状态，当8脚输入为“1”时A1反向饱和输出将内部开关K“闭合”，此时采样保持器工作于输入采样模式，而8脚输入逻辑电平为“0”则K断开，是保持输出模式。3脚接多路开关输出端，是S/H的差动输入端，2脚为输入偏置调整端，上面画的A1将模拟信号输入，不加以放大幅值，其输出侧有反并联的二极管实现对模拟信号的限幅，6脚经过一个外接的保持电容后接系统地，5脚输出信号到A/D转换器，A2是电压跟随器按照 1的比例增益（其输入阻抗较高，输入端几乎不取电流)将模拟信号输出。
采样保持电路的最简电路构图如4楼所画，但不应有并接的电容 Cs，这里就不再重画，以此图来说明工作原理：
1、一般情况开关K 应处于闭合状态，这样使电压跟随器A2的输出Uo时时保持等于输入电压Ui，即Uo是时时跟随Ui的变化而变化。当需要采集电压信号时，断开开关K就可，其原因就是利用电容在换路时保持换路前的电压值不变的特点。故K断开后，CH 的电压仍保持断电前的瞬间电压值。A2跟随器的输入端（+）的输入电阻阻值非常非常的大（A2一般多选用绝缘型运放器构成），使CH无路释放电能，故电压幅值不会衰减，即起到保持采样值不变的作用。就是说，开关断开的瞬间为数据采样，K断开的间隔时间内为数据保持。
2、为什么开关K不应并接Cs呢？我们看，如有并接Cs，当K 断开后，CH并没有与Ui彻底断开，通过Cs又把输入信号Ui串加进来，而且使CH的电压<Ui(二个C的串联分压)，这样就使该电路失去采样与保持的作用。
3、好的采样保持电路，CH与与之相连接的电子开关K及做跟随器用的放大器A2的选择非常重要，要求：CH漏阻、A2的输入电阻、开关K 断电后的漏阻越大越好。这样才可确保在K断开的一段时间里，CH电压衰减的十分微小。
采样／保持器的一般结构形式:
工作原理如下:
a）、在t1时刻前，控制电路的驱动信号为高电平时，模拟开关K 闭合，模拟输入信号Ui 通过模拟开关加到电容CH 上，使得CH端电压UC 跟随 Ui 变化而变化。
b）、在t1时刻，驱动信号为低电平，模拟开关K断开，此时电容CH 上的电压UC 保持模拟开关断开瞬间的Ui 值不变并等待 A／D转换器转换。
c）、在t2时刻，保持结束，新一个跟踪时刻到来，此时驱动信号又为高电平，模拟开关K 重新闭合， CH 端电压UC 又跟随Ui 变化而变化。
b）、t3时刻，驱动信号为低电平时，模拟开关K断开。
补充：下面是我设计过的采样保持线路：
该电路是由模拟开关4066、运放器LF355(输入阻抗为10的2次方欧姆)、反向器4049等件组成，精细调节微调电阻RW1，以确保运放器的3脚输入电压=6脚输出电压。4049的3脚为控制输入端，不采样时，其电位=0V，使其2脚输出为高电位，去4066控制端11脚，使 4066 通导，使输入信号U入直接加在C1和LF355的3脚上，使C1电压=U入，U出=U入（跟随变化）。
如要进行采样，控制输入端（4049的脚）输入一的脉宽=T的正脉冲，使4066阻断，C1将在T宽度的时间里保持断电前（脉冲前沿瞬间）的电压不变，以供后级A / D转换器一个稳定的输入信号。其波形图见上图右侧图：图中U出曲线的的红线段即为采样并保持的电压值，幅度为脉冲前沿瞬间U入信号曲线对应点的电压值。
采样／保持器是一种用逻辑电平控制其工作状态的器件。
工作原理如图：
①在t2时刻，保持结束，新一个跟踪时刻到来， 此时驱动信号又为高电平，模拟开关K 重新闭合， CH 端电压UC 又跟随Ui 变化而变化；
②t3时刻，驱动信号为低电平时，模拟开关K断开
它具有两个稳定的工作状态：
①跟踪状态 在此期间它尽可能快地接收模拟输入信号，并精确地跟踪模拟输入信号的变化， 一直到接到保持指令为止。
②保持状态 对接收到保持指令前一瞬间的模拟输入信号进行保持。
采样／保持器主要起以下两种作用：
①“稳定” 快速变化的输入信号，以减少转换误差
②用来储存模拟多路开关输出的模拟信号，以便模拟多路开关切换下一个模拟信号
常用采样保持器AD582
②有较高的采样／保持电流比，可达10000000
③具有相互隔开的模拟地、数字地，从而提高了抗干扰能力
④AD582可与任何独立的运算放大器连接
AD582实际应用中电路图
如果直接将模拟量送入A／D转换器进行转换，则应考虑到任何一种A／D转换器都需要用一定的时间来完成量化与编码的操作。在转换过程中，如果模拟量产生变化，将直接影响转换精度。特别是在同步系统中，几个并联的参量需取自同一瞬时，而各参数的A／D转换又共享一个芯片，所得到的几个量就不是同一时刻的值，无法进行计算和比较。所以要求输入到A/D转换器的模拟量在整个转换过程中保持不变，但转换之后，又要求A/D转换器的输入信号能够跟随模拟量变化。能够完成上述任务的器件叫做采样——保持器(Sample/Hold),简写为S/H。
采样保持器又叫做采样保持放大器（SHA），它的原理如图所示。它由模拟开关S、保持电容C和缓冲放大器组成。其工作原理如下：
S／H有两种工作方式，一种是采样方式，另一种是保持方式。
采样保持器的主要性能参数有采样时间、孔径时间、输出电压衰减率、直通馈入等。
(1)采样时间：给出采样指令，跟踪输入信号到满量程并稳定在终值误差的(0.2~0.005)%内变化所滞留的最小时间；
(2)孔径时间：保持指令给出后到采样开关真正断开所需的时间；
(3)输出电压衰减率：保持阶段中泄漏电压引起的放电速度；
(4)直通馈入：输入信号通过采样保持开关的极间电容穿通到保持电容上的现象。
采样——保持器的主要用途是：
(1)保持采样信号不变，以便完成A／D转换；
(2)同时采样几个模拟量，以便进行数据处理和测量；
(3)减少D／A转换器的输出毛刺，从而消除输出电压的峰值及缩短稳定输出值的建立时间；
(4)把一个D／A转换器的输出分配到几个输出点，以保证输出的稳定性。
选择采样――保持器时主要考虑的因素包括：输入信号范围、输入信号变化率、多路转换器的切换速度、采集时间等。若输入模拟信号变化缓慢、D/A转换器转换速度相对很快，可以不用采样保持器。
- （已结贴）2011-08-21-工控擂台...
[871] - 控制开关触点总是失灵，求解决...[2092]
- （已结束）2010-9-24-工控擂台...[661]
- plc编程问题，大家解答一下[737]
- （已结贴）2011-06-10-工控擂台...[3823]
- 2011-12-11-工控擂台-变频器...[606]
- （已结帖）2011-03-29-工控擂台...[2457]
- 台达变频器故障求助,求解答！...[663]
- （已结束）2010-12-28-工控擂台...[1571]
- 为何发不了贴，都被通知在审核...[368]
官方公众号
智造工程师
-
客服
-
小程序
-
公众号
工控网智造工程师好文精选
