Circuito de amostra e retenção

O Circuito de Amostragem e Retenção coleta amostras do sinal de entrada analógica e as mantém por um determinado período de tempo e, em seguida, emite a parte amostrada do sinal de entrada. Este circuito só é útil para amostrar alguns microssegundos de sinal de entrada.

Um circuito Sample and Hold consiste em dispositivos de comutação, capacitor e um amplificador operacional. O capacitor é o coração do Circuito de Amostragem e Retenção porque é aquele que mantém o sinal de entrada amostrado e o fornece na saída de acordo com a entrada de comando. Este circuito é usado principalmente em conversores analógico para digital para remover certas variações no sinal de entrada, que podem corromper o processo de conversão.

Um diagrama de blocos típico do circuito de amostra e retenção é mencionado abaixo:

O sinal de tensão de entrada geralmente aplicado é um sinal analógico que muda continuamente. A entrada de comando é fornecida para acionar a amostragem e retenção do sinal de entrada. A entrada de comando nada mais é do que um sinal liga / desliga para iniciar / parar a amostragem do sinal de entrada, geralmente é PWM. O processo de amostragem e retenção depende da entrada do comando. Quando a chave está fechada, o sinal é amostrado e quando está aberto o circuito mantém o sinal de saída. A condição On / OFF do interruptor é controlada pela entrada de comando.

A forma de onda ideal de entrada e saída do circuito de amostra e retenção é fornecida abaixo:

Pode ser claramente entendido a partir do diagrama acima que este circuito coleta amostras do sinal de entrada para o tempo que a entrada de comando está alta e replica a mesma amostra na saída. E quando a entrada de comando é BAIXA, mantém o último nível de tensão do sinal amostrado.

Se simularmos nosso circuito de amostra e retenção, obteremos a forma de onda acima. O vídeo completo de simulação de circuito de amostra e retenção é fornecido no final.

Material Necessário

• UA741 Op-Amp IC
• 2N4339 JFET de canal N
• Gerador de entrada analógica e entrada de pulso
• Resistor (10k, 10M)
• Diodo (1N4007)
• Capacitor (0,1uf - 1nos)

Diagrama de circuito

Para fornecer sinal analógico no terminal de entrada, você pode usar o transformador abaixador 6-0-6. E, para dar entrada de pulso ou PWM ao transistor, você pode usar o IC do temporizador 555 no modo astável. Também precisamos de uma fonte de alimentação DC para fornecer Vcc para o IC do Op-amp, que estará na faixa de +5 a + 15V.

Trabalho de amostra e reter o circuito

Como você pode no diagrama de circuito, usamos JFET de canal N 2N4339, um amplificador operacional e um capacitor. Uma entrada de comando (uma entrada PWM) é conectada ao terminal Gate do transistor 2N4339. Como você pode no diagrama de circuito, usamos JFET de canal N 2N4339, um amplificador operacional e um capacitor. Uma entrada de comando (uma entrada PWM) é conectada ao terminal Gate do transistor 2N4339. Um diodo 1N4007 também é conectado entre a entrada de comando e o JFET de canal N 2N4339.

Agora, a questão é por que o diodo está conectado na condição reversa? Deixe-me dar uma breve introdução sobre 2N4339. 2N4339 é um JFET de canal N com baixo ruído e alto ganho. 2N4339 conduz (liga) apenas quando a tensão porta-fonte está na faixa de -0,3 V a -50 V (máx.). Agora, definimos a tensão inicial de entrada de comando em -15 V e a tensão pulsada em 15 V. Portanto, sempre que a tensão de entrada do comando for negativa, o diodo será polarizado diretamente, o que fará com que o transistor ligue e vice-versa.

O Op-amp 741 é usado como um seguidor de tensão aqui, porque o seguidor de tensão geralmente tem uma impedância de entrada alta e uma impedância de saída baixa. Isso é usado quando o sinal de entrada é de baixa corrente porque o seguidor de tensão pode fornecer corrente suficiente para o próximo estágio.

Assim, sempre que a entrada de comando for HIGH o transistor funciona como chave fechada e neste momento o capacitor começa a carregar até seu valor de pico e armazena a amostra do sinal de entrada para o tempo em que o transistor estiver ligado. Agora, quando a entrada de comando está BAIXA, o transistor funciona como uma chave aberta e o capacitor experimenta alta impedância e, devido a isso, ele não pode ser descarregado e mantém a carga por um determinado período de tempo. Esse tempo é conhecido como período de espera. E o tempo durante o qual o circuito faz a amostragem do sinal de entrada é chamado de Período de Amostragem.

Algumas aplicações de circuito de amostra e retenção

• ADCs (conversão analógico para digital)
• DACs (conversão digital para analógico)
• Em Demultiplexação Analógica
• Em Sistemas Lineares
• No sistema de distribuição de dados
• Em voltímetros digitais
• Filtros de construção de sinal