Perancangan Sirkuit Sampel dan Sirkuit Tahan menggunakan Op-Amp

Perancangan Sirkuit Sampel dan Sirkuit Tahan menggunakan Op-Amp

Dalam elektronik, rangkaian sampel dan tahan (S&H) adalah perangkat analog yang digunakan untuk mengambil tegangan sinyal analog yang terus berubah dan mengunci nilainya pada tingkat yang stabil untuk periode waktu tertentu yang paling singkat. Sirkuit ini adalah perangkat memori analog dasar. Mereka biasanya digunakan dalam ADC (konverter analog-ke-digital) untuk menghilangkan perbedaan dalam sinyal input yang dapat merusak proses perubahan. Sirkuit khas dari sampel dan palka menyimpan muatan listrik dalam kapasitor dan menampung setidaknya satu perangkat switching seperti a transistor efek medan beralih dan biasanya satu op-amp (penguat operasional) .



Untuk mengambil sampel sinyal i / p, sakelar menyatukan kapasitor ke output daya dari penguat buffer. Ini penguat menguat kapasitor sehingga tegangan melintasi kapasitor hampir sama, atau sebanding dengan tegangan input. Dalam bentuk tahan, sakelar memisahkan kapasitor dari buffer. Kapasitor selalu dibuang oleh arus keluarnya sendiri dan arus beban yang membantu, yang membuat rangkaian pada dasarnya tidak stabil, tetapi penurunan tegangan pada waktu penahanan tertentu tetap berada dalam margin kesalahan yang sesuai.


Apa itu Sample and Hold Circuit?

Sirkuit sampel & tahan adalah sirkuit elektronik yang menjadikan contoh tegangan yang diberikan kepadanya sebagai informasi, dan sejak saat itu dan seterusnya, ia menyimpan sampel ini untuk waktu positif. Waktu di mana rangkaian sampel dan tahan menghasilkan sampel sinyal i / p disebut waktu pengambilan sampel. Sejalan dengan itu, lamanya waktu sirkuit di mana ia memegang nilai sampel disebut waktu penahanan.





Contoh dan Tahan Sirkuit

Contoh dan Tahan Sirkuit

Umumnya, waktu pengambilan sampel adalah antara 1μs-14 μs sedangkan waktu penahanan dapat mengharapkan nilai apa pun yang diperlukan dalam aplikasi. Tidak salah untuk menyatakan bahwa kapasitor adalah inti dari rangkaian sample and hold. Ini karena kapasitor yang dipamerkan di dalamnya mengisi ke nilai puncaknya ketika sakelar dibuka, yaitu selama pengambilan sampel dan menahan tegangan yang diperiksa ketika sakelar ditutup.



Contoh dan Tahan Diagram Sirkuit

Diagram rangkaian di bawah ini menunjukkan rangkaian sampel dan tahan dengan bantuan Op-Amp. Dari diagram rangkaian terlihat jelas bahwa dua op-amp dihubungkan melalui sebuah sakelar. Ketika sakelar terkunci, metode pengambilan sampel akan masuk ke gambar dan ketika sakelar dibuka, hasil penahanan akan ada di sana. Kapasitor yang digabungkan dengan op-amp kedua tidak lain adalah kapasitor penahan.

Contoh dan Tahan Sirkuit

Contoh dan Tahan Sirkuit

Dengan menggunakan rangkaian sampel dan tahan ini kita bisa mendapatkan sampel sinyal analog, diikuti oleh kapasitor. Ini memegang sampel ini untuk waktu tertentu. Hasilnya, sinyal stabil dihasilkan, ini dapat diubah menjadi sinyal digital dengan bantuan ADC (pengonversi analog ke digital) .


Sampel dan Tahan Sirkuit Bekerja

Cara kerja rangkaian ini secara sederhana dapat dipahami dengan menggunakan komponen-komponennya. Komponen utama untuk membangun rangkaian sample and hold termasuk MOSFET tipe Enhancement N-channel, kapasitor, dan penguat operasional dengan akurasi tinggi.

Sebagai elemen switching, MOSFET Peningkatan N-channel digunakan. Tegangan input diberikan melalui terminal drain dan tegangan kontrol juga diberikan melalui terminal gate. Ketika pulsa + ve dari tegangan kontrol diterapkan, MOSFET akan diaktifkan status. Dan itu berfungsi sebagai sakelar tertutup. Sebaliknya, ketika tegangan kontrol tidak ada maka MOSFET akan dinonaktifkan dan berfungsi sebagai sakelar terbuka.

Contoh dan Tahan Sirkuit menggunakan Op-Amp

Contoh dan Tahan Sirkuit menggunakan Op-Amp

Ketika MOSFET bekerja sebagai sakelar tertutup, sinyal analog yang diberikan kepadanya melalui terminal drain akan diumpankan ke kapasitor. Kemudian kapasitor akan mengisi ke nilai puncaknya. Saat sakelar dilepaskan, maka kapasitor menghentikan pengisian. Karena op-amp impedansi tinggi yang terhubung di ujung rangkaian, kapasitor akan mengetahui impedansi tinggi karena ini tidak dapat dilepaskan.

Ini mengarahkan ke penahanan muatan oleh kapasitor untuk jumlah waktu yang tepat. Ini bisa disebut sebagai holding period. Dan waktu di mana sampel tegangan i / p diproduksi dinamai periode pengambilan sampel. Output daya diproses oleh op-amp selama periode holding. Jadi, holding period berimplikasi pada Op-Amps.

Bentuk Gelombang Input & Output

Bentuk gelombang dari rangkaian sample and hold seperti yang dijelaskan pada diagram berikut. Jelas dari bentuk gelombang rangkaian, bahwa selama periode ON apa yang akan menjadi tegangan pada output daya. Sepanjang periode OFF tegangan yang ada pada output daya op-amp.

Bentuk Gelombang Input & Output

Bentuk Gelombang Input & Output

Contoh dan Tahan Aplikasi Sirkuit

Aplikasi rangkaian sampel dan tahan meliputi yang berikut ini

  • Osiloskop Pengambilan Sampel
  • Sistem Distribusi Data
  • Voltmeter Digital
  • Pemrosesan Sinyal Analog
  • Filter Konstruksi Sinyal
  • Sistem Konversi Data

Jadi, ini semua tentang rangkaian sampel dan tahan. Secara sederhana, rangkaian ini menghasilkan sampel sinyal i / p analog dan menyimpan nilai sampel terbaru untuk waktu yang tepat dan menggandakannya pada output daya. Kami berharap Anda lebih memahami konsep ini. Selanjutnya, pertanyaan tentang konsep ini atau untuk mengimplementasikan proyek kelistrikan apa pun, silakan berikan umpan balik Anda dengan berkomentar di bagian komentar di bawah ini. Berikut pertanyaan buat anda, apa fungsi rangkaian sample and hold?