Микроэлектронные средства для контроля и защиты - Устройства выборки и хранения

Устройство выборки и хранения (УВХ) предназначено для запоминания мгновенного значения напряжения при подаче управляющего сигнала и его хранения. В аналоговой технике УВХ являются элементами памяти. В режиме выборки УВХ повторяют или масштабируют входное напряжение и по команде переходят в режим хранения напряжения. Схема простейшего УВХ приведена на рис. 1.21.
Воздействие управляющего сигнала ( UУПР ) на управляющий вход УВХ вызывает замыкание ключа S1 и соединяет конденсатор CЗАП с источником входного сигнала. Конденсатор заряжается до напряжения, равного по значению входному напряжению в данный момент ( UВХОД ). На операционном усилителе (ОУ) А1 построен повторитель напряжения, выходной сигнал которого повторяет напряжение на конденсаторе CЗАП . При отсутствии управляющего сигнала ключ S1 размыкается и конденсатор CЗАП фиксирует (запоминает) значение входного напряжения УВХ. ОУ имеет высокое синфазное входное сопротивления, что обеспечивает малый ток разряда конденсатора CЗАП .

Рис.1.21

Вместо повторителя А1 в устройстве может быть использован неинвертирующий усилитель на ОУ. В этом случае напряжение на конденсаторе CЗАП будет преобразовываться в выходное напряжение УВХ с масштабным коэффициентом.
Приведенная структурная схема УВХ имеет существенный недостаток, обусловленный не идеальными параметрами ключа 51, включенного в цепь прямого преобразования сигналов УВХ. В частности, он определяет постоянную времени заряда конденсатора CЗАП и уровень заряда, проникающего из цепи управления в цепь коммутации ключа S1 .
Постоянная времени заряда конденсатора CЗАП определяется из выражения:

где: - сопротивление ключа 51 в замкнутом состоянии, CЗАП - емкость запоминающего конденсатора CЗАП .
Заряд, проникающий из цепи управления в цепь коммутации ключа 51 на МОП транзисторе, определяется так:

Характеристики серийно выпускаемой интегральной микросхемы УВХ с внешним запоминающим конденсатором KP1 100СК2 приведены в табл. 1.2.