УВХ на основе ключа ADG1211

05.04.2024 |

Усилители выборки и хранения (УВХ) являются базовыми компонентами систем сбора данных.
Они состоят из буферных усилительных каскадов, ключей и запоминающей емкости. УВХ используются на входе АЦП для уменьшения динамической погрешности и на выходе ЦАП для уменьшения коммутационных выбросов. В режиме выборки ключ замкнут и входной сигнал заряжает запоминающую емкость, в режиме хранения ключ разомкнут и входной сигнал отключен от запоминающей емкости.
Однако реальные ключи подзаряжают запоминающую емкость в режиме хранения инжекцион- ным зарядом, что приводит к увеличению погрешности системы сбора данных в целом. Ключ ADG1211 имеет величину инжекционного заряда не более 1 пК, что на порядок меньше величины инжекционного заряда ближайших аналогов. Кроме того, этот ключ имеет малые токи утечки.
Все это делает его идеальным для построения прецизионных быстродействующих УВХ.
Схема такого УВХ, выполненного на основе ОУ AD8672 и ключа ADG1211, приведена на ри- сунке. В режиме выборки ключ SW2 замкнут и входной сигнал VIN заряжает запоминающую емкость CH. В режиме хранения ключ SW2 размыкается и на запоминающей емкости некото- рое время сохраняется сигнал, равный входному на момент размыкания ключа SW2.
Второй ключ, SW1, работает синхронно с ключом SW2 и благодаря тому, что ключи SW1 и SW2 хорошо согласованы и включены встреч-но, происходит компенсация погрешности смещения, вносимая ключом SW2.

Функциональная схема УВХ

Кроме того, благодаря такому включению уменьшается погрешность, вызванная коммутацион- ными выбросами при переключении SW2 из режима выборки в режим хранения.
Основные параметры УВХ, схема которого приведена на рисунке: время выборки 3 мс, скорость спада 2 мВ/мс, погрешность смещения не более 0.5 мВ.
ВЫВОДЫ
1. При построении прецизионных УВХ необходимо компенсировать погрешности, вносимые ключом, коммутирующим запоминающую емкость. К ним относятся погрешности, вызванные ин- жекционным зарядом, коммутационными выбросами и напряжением смещения на ключе. 2. Для уменьшения перечисленных погрешностей следует выбирать ключи с минимальным ин- жекционным зарядом и использовать специальные схемотехнические приемы, позволяющие ком- пенсировать коммутационные выбросы и напряжение смещения.