《電子技術(shù)應(yīng)用》
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無(wú)需外部電阻的反相取樣保持放大器設(shè)計(jì)
摘要: 許多應(yīng)用需要一個(gè)輸出與其輸入信號(hào)的取樣點(diǎn)反向的取樣電路。一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法,是將一個(gè)共同非反向取樣保持放大器和一個(gè)反相放大器串聯(lián)。典型的反相放大器是從兩個(gè)電阻得到電壓反饋的運(yùn)算放大器。
Abstract:
Key words :

許多應(yīng)用需要一個(gè)輸出與其輸入信號(hào)的取樣點(diǎn)反向的取樣電路。一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法,是將一個(gè)共同非反向取樣保持放大器和一個(gè)反相放大器串聯(lián)。典型的反相放大器是從兩個(gè)電阻得到電壓反饋的運(yùn)算放大器。這些電阻的值通常是相等的,它們應(yīng)該高得足以能減少總功率P=2V2/R的損耗,這些電阻值和輸出電壓的平方成正比。這些電阻的值也應(yīng)該盡可能低,以保持運(yùn)算放大器的帶寬。
 

任何與反饋電阻R2并聯(lián)的寄生電容(下面的等式中的C2)在逆變器的轉(zhuǎn)移功能里擔(dān)當(dāng)了一級(jí)。這一級(jí)導(dǎo)致了反相放大器附加的增益頻率擊穿特性,擊穿頻率的值為f2=(1/2p)×(1/R2C2)。要保持盡可能寬的帶寬,應(yīng)使f2>fT,其中fT為運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換頻率,換句話說(shuō),在這個(gè)頻率,運(yùn)算放大器的開環(huán)增益下降到1。

Analog Devices的雙運(yùn)算放大器AD8592擁有一個(gè)高品質(zhì)的斷路功能,允許使用不同的方法(參考文獻(xiàn)1)。圖1中的反向取樣保持電路沒(méi)有任何外部電阻。因此,在該電路的保持狀態(tài)下,沒(méi)有能量消耗在外部的無(wú)源器件上。所有的運(yùn)算放大器都起著電壓跟隨器的作用。在保持狀態(tài),電壓跟隨器B1和A2啟用,這樣電容器C1的B引腳、和IC 2引腳1通過(guò)A2的輸出接地;輸入電壓VIN進(jìn)入C1的A引腳和IC2引腳9。在收到取樣命令時(shí),Q為高電平,此時(shí)C1的A引腳通過(guò)電壓跟隨器A1的輸出接地。這種情況使負(fù)電壓-VS出現(xiàn)在電壓跟隨器B2的輸入端,而該電壓在取樣命令開始時(shí)將電容器C2充電到-VS。電壓跟隨器A3作為一個(gè)阻抗轉(zhuǎn)換器。

AD8592的數(shù)據(jù)表并未明確規(guī)定電壓跟隨器輸出端的泄漏電流,但一般可視為低于10pA。因此電容器C1和C2可以有很小的值,另外,運(yùn)算放大器的高輸出電流250mA可以更進(jìn)一步給電容器C1和C2快速充電。

電壓跟隨器B3作為一個(gè)延遲線與一個(gè)AND門和一個(gè)NOR門一起產(chǎn)生兩個(gè)半互補(bǔ)的邏輯控制信號(hào)(圖2)。這兩個(gè)信號(hào)QS和QD在進(jìn)入到一個(gè)有效高電平(提供先斷后合運(yùn)行)前,一段很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)被保持在一個(gè)停止的低電平。輸入電壓在電容C1被QD高電平跟蹤,而該電壓的最后一個(gè)值在QD的高到低轉(zhuǎn)換時(shí)就是一個(gè)取樣。在QS低到高的轉(zhuǎn)換瞬間,取樣和一個(gè)負(fù)信號(hào)一起出現(xiàn)在電容器C2和后來(lái)的輸出端。
 

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