في مجال الإلكترونيات ، تعد دارة العينة والاحتفاظ (S&H) جهازًا تناظريًا يستخدم لأخذ الجهد الكهربائي للإشارة التناظرية المتغيرة باستمرار وقفل قيمتها عند مستوى ثابت لفترة زمنية محددة على الأقل. هذه الدوائر هي أجهزة الذاكرة التناظرية الأساسية. يتم استخدامها عادةً في ADC (المحولات التناظرية إلى الرقمية) للتخلص من الاختلافات في إشارة الإدخال التي يمكن أن تلحق الضرر بعملية التغيير. الدائرة النموذجية للعينة والمسكة تخزن الشحنة الكهربائية في مكثف وتحمل جهاز تبديل واحد على الأقل مثل a حقل التأثير الترانزستور التبديل وعادة واحدة op-amp (مكبر تشغيلي) .
لأخذ عينات من إشارة i / p ، يقوم المفتاح بتوحيد المكثف إلى o / p لمكبر الصوت المؤقت. هذه مكبر للصوت المكثف بحيث يكون الجهد عبر المكثف مساويًا تقريبًا أو متناسبًا مع جهد الدخل. في شكل الانتظار ، يفصل المفتاح المكثف عن المخزن المؤقت. يتم تفريغ المكثف دائمًا عن طريق التيارات الخارجة الخاصة به وتيارات الحمل المفيدة ، مما يجعل الدائرة غير مستقرة بشكل أساسي ، لكن انخفاض الجهد في وقت تعليق معين يظل ضمن هامش خطأ مناسب.
ما هو نموذج وعقد الدائرة؟
دائرة العينة والتعليق عبارة عن ملف دائرة كهربائية مما يجعل أمثلة الجهد المعطى لها كمعلومات ، ومن تلك النقطة فصاعدًا ، فإنها تحتفظ بهذه العينات للوقت الموجب. يُطلق على الوقت الذي تُنتِج خلاله دائرة العينة والتعليق عينة من إشارة i / p وقت أخذ العينات. في المقابل ، يُطلق على الطول الزمني للدائرة التي تحتفظ خلالها بقيمة العينة وقت الاحتفاظ.
عينة وعقد الدائرة
بشكل عام ، يكون وقت أخذ العينات بين 1 و 14 ميكرو ثانية بينما يمكن أن يتوقع وقت الاحتفاظ بأي قيمة حسب الضرورة في التطبيق. لن يكون من الخطأ القول أن المكثف هو جوهر عينة ودائرة الانتظار. وذلك لأن المكثف الموجود فيه يشحن إلى قيمة الذروة عند فتح المفتاح ، أي أثناء أخذ العينات ويحمل الجهد الذي تم فحصه عند إغلاق المفتاح.
عينة ومخطط الدائرة عقد
يوضح مخطط الدائرة أدناه العينة ودائرة الانتظار بمساعدة Op-Amp. من السهل من مخطط الدائرة أن يتم ربط اثنين من المكبرات الصوتية من خلال مفتاح. عندما يكون المفتاح مغلقًا ، ستظهر طريقة أخذ العينات في الصورة وعندما يتم إلغاء قفل المفتاح ، ستكون النتيجة موجودة. المكثف المتحالف مع المرجع الثاني ليس سوى مكثف قابض.
عينة وعقد الدائرة
باستخدام هذه العينة ودائرة الانتظار ، يمكننا الحصول على عينات من الإشارة التناظرية ، متبوعة بمكثف. إنها تحمل هذه العينات لفترة معينة. نتيجة لذلك ، يتم إنتاج إشارة ثابتة يمكن تغييرها إلى إشارة رقمية بمساعدة ADC (المحولات التناظرية إلى الرقمية) .
عينة وعمل دائرة الانتظار
يمكن فهم عمل هذه الدائرة ببساطة باستخدام مكوناتها العاملة. تشمل المكونات الرئيسية لبناء العينة ودائرة التثبيت MOSFET من نوع تحسين القناة N ، ومكثف ، ومضخم تشغيلي عالي الدقة.
كعنصر تبديل ، يتم استخدام N-channel Enhancement MOSFET. يتم إعطاء جهد الدخل عبر طرف التصريف الخاص به ويتم أيضًا إعطاء جهد التحكم من خلال طرف البوابة. عندما يتم تطبيق نبض + الخامس لجهد التحكم ، MOSFET سيتم تفعيل الدولة. وهو يعمل كمفتاح مغلق. في المقابل ، عندما لا يكون جهد التحكم شيئًا ، فسيتم إلغاء تنشيط MOSFET ويعمل كمفتاح مفتوح.
عينة وعقد الدائرة باستخدام Op-Amp
عندما تعمل MOSFET كمفتاح مغلق ، سيتم تغذية الإشارة التناظرية المعطاة لها من خلال طرف الصرف إلى المكثف. ثم سيشحن المكثف إلى أعلى قيمته. عند تحرير المفتاح ، يتوقف المكثف عن الشحن. نظرًا للمقاومة العالية op-amp المتصل بنهاية الدائرة ، فإن المكثف سوف يعرف مقاومة عالية بسبب هذا لا يمكن تفريغه
هذا يوجه إلى الاحتفاظ بالشحنة بواسطة المكثف لفترة زمنية محددة. يمكن الإشارة إلى هذا بفترة الاحتفاظ. والوقت الذي يتم فيه إنتاج عينات من جهد i / p يسمى فترة أخذ العينات. o / p تمت معالجته بواسطة op-amp طوال فترة الاحتفاظ. لذلك ، يحمل عقد فترة ضمنيًا لـ Op-Amps.
المدخلات والمخرجات الموجية
الأشكال الموجية للعينة ودائرة الانتظار كما هو موضح في الرسم البياني التالي. يتضح من شكل موجة الدائرة ، أنه خلال فترة التشغيل ، ما سيكون الجهد عند o / p. طوال فترة إيقاف التشغيل ، الجهد الموجود عند o / p من المرجع أمبير.
المدخلات والمخرجات الموجية
تطبيقات عينة وعقد الدائرة
تطبيقات العينة ودائرة الانتظار تشمل ما يلي
- راسمات الذبذبات أخذ العينات
- نظام توزيع البيانات
- الفولتميتر الرقمي
- معالجة الإشارات التناظرية
- مرشحات الإشارة الإنشائية
- نظام تحويل البيانات
وبالتالي ، هذا كل شيء عن العينة ودائرة الانتظار. بعبارات بسيطة ، تنتج هذه الدائرة عينات من إشارة i / p التناظرية وتحمل أحدث قيم العينات للوقت المحدد وتكررها عند o / p. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، أي استفسارات تتعلق بهذا المفهوم أو لتنفيذ أي مشاريع كهربائية ، يرجى تقديم ملاحظاتك من خلال التعليق في قسم التعليقات أدناه. هذا سؤال لك ، ما هي وظيفة دائرة العينة والعقد؟
