באלקטרוניקה, מעגל דגימה והחזקה (S&H) הוא מכשיר אנלוגי המשמש לקחת את המתח של אות אנלוגי המשתנה ללא הרף ונועל את ערכו ברמה יציבה למשך פרק זמן מסוים. מעגלים אלה הם התקני הזיכרון האנלוגיים הבסיסיים. הם משמשים בדרך כלל ב- ADC (ממירים אנלוגיים לדיגיטליים) כדי להיפטר מהבדלים באות הקלט העלולים לפגוע בתהליך השינוי. מעגל אופייני של הדגימה והחזקה מאחסן מטען חשמלי בקבל ומחזיק לפחות מכשיר מיתוג אחד כמו טרנזיסטור אפקט שדה מתג ובדרך כלל אחד מגבר אופ (מגבר תפעולי) .
כדי לדגום את אות ה- i / p המתג מאחד את הקבל ל- o / p של מגבר חיץ. זֶה מגבר מגביר את הקבל כך שהמתח על פני הקבל יהיה כמעט שווה, או פרופורציונאלי למתח הכניסה. במצב המתנה, המתג מפריד בין הקבל למאגר. הקבל משוחרר תמיד על ידי זרמי זרימה משלו וזרמי עומס מועילים, מה שהופך את המעגל למעשה לא יציב, אך ירידת המתח בזמן אחיזה מסוים נשארת בשולי שגיאה מתאימים.
מהו מעגל לדוגמא והחזק?
מעגל המדגם והחזק הוא מעגל חשמלי מה שהופך את דוגמאות המתח שניתנו לו כמידע, ומאותה נקודה ואילך הוא מחזיק את הדגימות הללו בזמן החיובי. הזמן שבאותו מעגל דגימה והחזקה מייצר את הדגימה של אות i / p נקרא זמן דגימה. בהתאמה, אורך הזמן של המעגל שבתוכו הוא מחזיק בערך המדגם נקרא זמן החזקה.
דגימה והחזק מעגל
באופן כללי, זמן הדגימה הוא בין 1 µs-14 µs בעוד שזמן ההחזקה יכול לצפות לכל ערך כנדרש ביישום. לא יהיה זה שגוי לקבוע כי הקבל הוא הליבה של מעגל הדגימה והחזקה. הסיבה לכך היא שהקבל המוצג בו נטען לערכו השיא כאשר המתג נפתח, כלומר במהלך הדגימה ומחזיק במתח שנבדק כאשר המתג סגור.
דוגמה ודיאגרמת מעגל
דיאגרמת המעגל שלהלן מציגה את מעגל הדגימה והחזקה בעזרת מגבר Op. מתרשים המעגל ברור כי שני מגברים אופים מקושרים באמצעות מתג. כאשר המתג נעול שיטת הדגימה תיכנס לתמונה וכאשר המתג לא נעול תוצאת ההחזקה תהיה שם. הקבל הקשור למגבר ה- Op השני השני אינו אלא קבל אחיזה.
דגימה והחזק מעגל
על ידי שימוש במעגל זה ולהחזיק אותו אנו יכולים לקבל דגימות של האות האנלוגי, ואחריו קבלים. הוא מחזיק את הדגימות הללו לזמן מסוים. כתוצאה מכך, מופק אות יציב זה ניתן לשנות לאות הדיגיטלי בעזרת ADC (ממירים אנלוגיים לדיגיטליים) .
דגימה והחזקת מעגל עובד
ניתן להבין את עבודתו של מעגל זה פשוט באמצעות רכיביו העובדים. המרכיבים העיקריים לבניית מעגל הדגימה והחזקה כוללים MOSFET מסוג שיפור N-channel, קבלים ומגבר תפעולי ברמת דיוק גבוהה.
כאלמנט מיתוג, נעשה שימוש ב- MOSFET בערוץ N. מתח הכניסה ניתן דרך מסוף הניקוז שלו ומתח הבקרה ניתן גם דרך מסוף השער שלו. כאשר מוחל הדופק + ve של מתח הבקרה, את MOSFET יופעל מצב. וזה מתפקד כמתג סגור. לעומת זאת, כאשר מתח הבקרה אינו כלום אז MOSFET יושבת במצב ויפעל כמתג הפתוח.
דגימה והחזק מעגל באמצעות Op-Amp
כאשר MOSFET עובד כמתג סגור, האות האנלוגי הניתן לו דרך מסוף הניקוז יועבר לקבל. ואז הקבל יטען לערך השיא שלו. כאשר המתג משוחרר, הקבל מפסיק לטעון. בגלל המגבר בעל העכבה הגבוהה המחובר בקצה המעגל, הקבל ידע על עכבה גבוהה בגלל זה הוא לא יכול להשתחרר.
זה מכוון להחזקת המטען על ידי הקבל למשך הזמן המדויק. ניתן לכנות זאת כתקופת החזקה. והזמן בו מופקות דגימות של מתח i / p נקרא תקופת הדגימה. ה- o / p שעובד על ידי amp-amp לאורך כל תקופת ההחזקה. לכן, תקופת ההחזקה גוררת משמעות לאמפ-מגברים.
צורות גל קלט ופלט
צורות הגל של מעגל הדגימה והחזקה כמוסבר בתרשים הבא. ברור מצורת הגל של המעגל, שבתקופת ה- ON מה יהיה המתח ב- o / p. לאורך תקופת ה- OFF המתח הקיים ב- o / p של המגבר.
צורות גל קלט ופלט
דגימה והחזק יישומי מעגלים
היישומים של מעגל דגימה והחזקה כוללים את הדברים הבאים
- דגימת אוסצילוסקופים
- מערכת הפצת נתונים
- מד מתח דיגיטלי
- עיבוד אותות אנלוגי
- מסנני בניית אותות
- מערכת המרת נתונים
לפיכך, מדובר בסך הכל במעגל הדגימה והחזקה. במילים פשוטות, מעגל זה מייצר את הדגימות של אות ה- i / p האנלוגי ומחזיק את הערכים שנדגמו לאחרונה לזמן מדויק ומשכפל אותו ב- o / p. אנו מקווים שיש לך הבנה טובה יותר של מושג זה. יתר על כן, כל שאלה בנוגע למושג זה או ליישום פרויקטים חשמליים כלשהם, אנא הוסף משוב על ידי תגובה בקטע ההערות למטה. הנה שאלה עבורך, מה הפונקציה של מעגל הדגימה והחזקה?
