8.4 Пристрій вибірки-зберігання (пвз) аналогового сигналу

Застосовується при дискретизації аналогових сигналів і виконує функцію вибірки вхідного сигналу за короткий час та утримання його значення до наступного моменту взяття вибірки (рисунок 8.12).

Для цього застосовується ключ і конденсатор як запам'ятовуючий елемент і генератор строб-імпульсів (рисунок 8.13).

Рисунок 8.12 Вибірка вхідного сигналу з кроком

Рисунок 8.13 Принцип побудови

пристрою виборки зберігання

Під дією генератора строб-імпульсів ГСІ замикається ключ і конденсатор С майже миттєво заряджається, потім ключ розмикається і напруга на конденсаторі зберігається певний час до наступного моменту дискретизації. Для нормальної роботи ПВЗ необхідно виконати умову, що стала часу заряда _зар значно менша сталої розряду конденсаторів _роз , при цьому: r_кл, R_кл - опір ключа у відкритому та закритому стані, відповідно; R_н - навантаження ПВЗ.

На практиці використовується схема рисунку 8.14 з ключем на польовому транзисторі ПТ, вхідним підсилювачем П, повторювачем напруги ПН. Таким чином забезпечується підсилення схеми, прийнятна навантажувальна здатність і умова, що _зар<< _роз.

Більш досконала і точна схема ПВЗ із зворотнім зв'язком (рисунок 8.15). В ній застосовані діоди в колі зворотнього зв'язку вхідного підсилювача П. При закритті ПТ та зміні U_вх відкривається один із діодів і підсилювач П охоплюється глибоким від'ємним зворотнім зв'язком, коефіцієнт схеми падає, підсилювач не насичується і немає великого стрибка напруги на ПТ. Таке технічне рішення дозволяє підвищити швидкодію П (нема глибокого насичення) і зменшити стрибок напруги на ключі ПТ й відповідно заваду в схемі ПВЗ.

Промисловість виготовляє інтегральну схему ПВЗ типу AD781 з такими технічними характеристиками: час виборки сигналу (0 7)мкс; коефіцієнт підсилення 1; напруга живлення 12В; напруга зміщення (5 30)мВ; U_вх 10В; Швидкість зміни вихідної напруги в режимі зберігання 1 мВ/мс, похибка 0,01%, вхідний сигнал ±2В.

8.5 Деякі приклади застосування ппп

Н а рис. 8.16 змальована схема простого генератора сигналів довільної форми. Імпульси тактової частоти надходять на вхід лічильника . Кодовий стан лічильника з кожним імпульсом збільшується на одиницю. На виходах лічильника поступово формуються всі стани від 0 до , де - розрядність лічильника ( в даному випадку =8). Так як ці кодові стани є адресами ППП , то на виходах ППП з’являться ті числа, які попередньо були записані в ППП при програмуванні. Це може бути таблиця будь якої функції (синусоїдної, експоненціальної і т.п ). Якщо виходи ППП під’єднати до цифро-аналогового перетворювача (ЦАП), то на виході ЦАП отримаємо аналоговий сигнал заданої форми.

В даній схемі такий сигнал періодично повторюється, при цьому період повторення . Наприклад, при і =1 кГц, =128 мс. Якщо розрядність адреса ППП більша за розрядність адреса лічильника, то в ППП можна запрограмувати дві і більше функції. На рис 8.16 показано, що адрес 8 використовується для вибору типу функції.

В ППП можна записати будь які табличні дані. Розглянемо варіант, як записати в ППП таблиці множення. Частина адрес ППП (рис 8.17а) використовується для співмножника , інша – для співмножника . На виходах створюється код добутку . На відміну від інших схем множення чисел така схема дозволяє отримати добуток дуже швидко (за десятки наносекунд). Недолік схеми рис 8.17а – мала розрядність співмножників. Цю розрядність можна збільшити вдвоє таким чином. Число розрядності можна представити як суму . Тоді добуток двох таких чисел . Схема, відповідаюча цьому запису, зображена на рис. 8.17б. Необхідні чотири мікросхеми ППП для отримання добутків , , і , проміжний суматор для отримання суми і основний суматор, в якому підсумовується із зсувами на розряди, із зсувами на розрядів, - без зсуву.

Збільшення розрядності в більшу кількість разів, природно, вимагає більш складних схем.