採樣保持器

採樣保持器

採樣器是一種開關電路或裝置，它在固定時間點上取出被處理信號的值。採樣保持器則把這個信號值放大後存儲起來，保持一段時間，以供模數轉換器轉換，直到下一個採樣時間再取出一個模擬信號值來代替原來的值。在模數轉換器工作期間採樣保持器一直保持着轉換開始時的輸入值，因而能抑制由放大器干擾帶來的轉換噪聲，降低模數轉換器的孔徑時間，提高模數轉換器的精確度和消除轉換時間的不準確性。一般生產過程控制計算機的模擬量輸入可能是每秒幾十點、幾百點，對於大型系統甚至上千點,往往需要高速採樣(如5000～10000點/秒)。為使這些模擬量信號逐個地送到模數轉換器，而不至降低被測信號的真實性，必須採用採樣保持器。在低速系統中一般可以省略這種裝置。

採樣保持電路由模擬開關、存儲元件和緩衝放大器A組成。在採樣時刻，加到模擬開關上的數字信號為低電平，此時模擬開關被接通，使存儲元件（通常是電容器）兩端的電壓UB隨被採樣信號UA變化。當採樣間隔終止時，D變為高電平,模擬開關斷開,UB則保持在斷開瞬間的值不變。緩衝放大器的作用是放大采樣信號，它在電路中的連接方式有兩種基本類型：一種是將信號先放大再存儲，另一是先存儲再放大。對理想的採樣保持電路，要求開關沒有偏移並能隨控制信號快速動作，斷開的阻抗要無限大，同時還要求存儲元件的電壓能無延遲地跟蹤模擬信號的電壓，並可在任意長的時間內保持數值不變。

通常，採樣保持器與採樣器、放大器和模數轉換器一起構成模擬量輸入通道,用於工業過程計算機系統或數據採集系統。現場信號（如温度、壓力、流量、物位、機械量和成分量等被測參數）經過信號處理（標度變換、信號隔離、信號濾波等）送入採樣器，在控制器控制下對信號進行分時巡迴和多路切換選擇，然後經放大器和採樣保持電路再送入模數轉換器，轉換成計算機能接受的二進制數碼。 ^[1]