采样保持放大电路设计

1．概述采样保持放大器(SHA)是用来对模拟输入信号进行采样，然后根据逻辑控制信号指令保持瞬态值的一种元器件。这种元器件实质上是以电容作为存储元器件的模拟存储器。SHA最广泛的应用是数据采集。在这种应用中，使用SHA捕获在切换之前的最后一个瞬时采样的模拟输入电压，井且在切换期间以最小的衰减保持这一采样值。在采用分段或逐次逼近式模／数转换器ADC信号处理应用中，SHA与ADC-起使用，以便使系统的全部潜在带宽达到最大值。在快闪ADC之前加一个具有低孔径跳动的快速SHA，可以使动态特性SN74LS90D.html" target="_blank" title="SN74LS90D">SN74LS90D明显改进。

SHA的其他应用包括数／模转换去毛刺电路、同步采样系统、峰值检测器、脉冲展宽器、延迟线和数据分配系统。

大多数SHA和跟踪保持器在功能上和电路上都基本相同，这两种元器件之间的唯一差别是在系统中如何使用。采样保持放大器意味着这种元器件在信号采样上占用的时间很短，而在采样周期的其余时间均处于保持方式；相反，跟踪保持器大部分时间处于跟踪方式，而切换后进入保持方式的时间却很短。有些SHA为了提高“保持”方式的性能而牺牲了“跟踪”方式的性能，因此不再推荐用于跟踪保持应用。当吞吐率超过1MHz时，二者之间的差别就不太明显了。

2．SHC5320高速双极性采样／保持器SHC5320是双极性单片采样／保持器，它具有很高的速度和很低的漏电特性。其内部输入放大器是跨导型运放，可提供大量的电荷到保持电容，有很快的采样时间。输出积分放大器具有最佳的偏置电流，确保低的下降速度。由于模拟开关总是在虚地驱动负载，所以电荷被注入到保持电容，并能很好地保持。保持电容既可使用内部的(lOOpF)，也可外接，目的是改善输出电压的下降速度。SHC5320可广泛地应用于高精度数据采集系统、自动调零电路和D/A转换抗干扰等领域。

(1)性能特点①采样时间：小于1.51is。

②保持切换时间：小于350ns。

③下降速率：典型值为0.5UV/Us（在25℃时）。

④差分输入。

⑤TTL逻辑接口。

(2)内部结构与引脚说明SHC5320的内部电路结构如图5-30所示。保持电容集成在器件内部，而且是跨接在N2运放的负输入与输出端，实际上它是个积分元器件。SHC5320的引脚排列如囹5-31所示。

(3)失调电压调整与典型接法图5-32是失调电压调整电路。lOkQ的电位器接在3、4脚与负电源之间，通过调整可改变失调输出。

图5-33是几种采样／保持电路的典型接法。其中，图5-33(a)是具有增益为-(R2/Rl)的反相输入连接方法；图5-33(b)是单增益同相输入接法；图5-33(c)是具有增益为l+(R2/Rl)的同相输入连接方法。图5-33中，虚线中的CH为外接保持电容，根据实际情况可接入或悬空。另外，在实际应用中还可在差分输入端之间接入保护二极管等电路。