使用采样保持器提高模数转换器的分辨率

Yakov Velikson 发表于 2020-08-12 13:00:22 收藏 已收藏
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使用采样保持器提高模数转换器的分辨率

Yakov Velikson 发表于 2020-08-12 13:00:22
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采样保持器应用于模数转换器 之前。基本的采样保持电路由两个放大运算器(A1和A2)、一个开关(S1)及一个电容器(C1)组成(图1)。对于许多小功率放大运算器来说,输入和输出电压的值在使用标准±15V电源时只能在±10V~±14V之间。如果能使这些设备采用更高的电压,可以显著地提高模数转换器的分辨率。

使用采样保持器提高模数转换器的分辨率

可以通过使用可变电源提高放大器A1 和A2可实现的记忆电压(参考文献1和参考文献2)。但是,这个方法对S1有更高的电压要求。为了继续采用起初的开关范围,必须添加两个开关,并为开关 S1,S2和S3添加独立的控制逻辑块CL1和CL2(图2)。该电路的两个部分可以使用独立的电源。就像在控制逻辑块CL1和CL2上那样,可以在放大器A1和A2上使用相同的可变电压。当S1和S3关闭时,S2是打开的。反之亦然。

由此产生的电路确保每个开关的MOS晶体管连接到栅极和基板的电压在要求的30V范围内(图3)。(可以从绝对电压值的总和推出这个值:|V1|+|V2|和|V3|=|V4|)。电压V1和-V2连接到放大器A1、控制逻辑块CL1以及开关S1和S2的晶体管的基板。电压V3和-V4连接到放大器A2,控制逻辑块CL2,以及开关S3的晶体管的基板。

采用电阻分压器R5、R6、R7和R8创建V1和V2的变化电压,这些电阻连接到30V和-30V的电源以及放大器跟随器A1的输出(图3)。晶体管Q1和Q2创建放大器A1电源的变化电压。电压V1和V2也为控制逻辑块和开关S1和S2的晶体管的基板供电。CL1包含晶体管Q11、 Q12、Q15和Q16。它为开关S1的栅极Q5和Q6创建一个控制信号,为开关S2的栅极Q8和Q9创建一个返回信号。

电阻分压器 R9、R10、R11和R12与30V和-30V的电源相连,放大器跟随器A2的输出创建了变化电压V3和V4。晶体管Q3和Q4创建了放大器A2的电源的变化电压。电压V3和V4也为控制逻辑块CL2和开关S3的晶体管的基板供电。CL2由晶体管Q13、Q14、Q17和Q18组成。它为开关S3的栅极 Q7和Q10创建一个控制信号。CL1和CL2的晶体管Q5到Q10以及Q11到Q18分别是MOS逻辑晶体管的互补匹配对。

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