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採樣電路

鎖定
採樣電路,具有一個模擬信號輸入,一個控制信號輸入和一個模擬信號輸出。該電路的作用是在某個規定的時刻接收輸入電壓,並在輸出端保持該電壓直至下次採樣開始為止。採樣電路通常有一個模擬開關,一個保持電容和一個單位增益為1的同相電路構成。採樣工作在採樣狀態和保持狀態的兩種狀態之一。在採樣狀態下,開關接通,它儘可能快地跟蹤模擬輸入信號的電平變化,直到保持信號的到來;在保持狀態下,開關斷開,跟蹤過程停止,它一直保持在開關斷開前輸入信號的瞬時值。 [1] 
中文名
採樣電路
採樣電路
採樣電路,具有一個模
電路原理
安捷倫最新的90000X
電路原理2
下圖是90000X示波器的前

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採樣電路詳細介紹

採樣電路 採樣電路
採樣電路,具有一個模擬信號輸入,一個控制信號輸入和一個模擬信號輸出。該電路的作用是在某個規定的時刻接收輸入電壓,並在輸出端保持該電壓直至下次採樣開始為止。採樣電路通常有一個模擬開關,一個保持電容和一個單位增益為1的同相電路構成。採樣工作在採樣狀態和保持狀態的兩種狀態之一。在採樣狀態下,開關接通,它儘可能快地跟蹤模擬輸入信號的電平變化,直到保持信號的到來;在保持狀態下,開關斷開,跟蹤過程停止,它一直保持在開關斷開前輸入信號的瞬時值。

採樣電路原理

安捷倫最新的90000X系列示波器採用磷化銦(InP)半導體材料設計示波器前端芯片,使得硬件帶寬突破16GHz瓶頸,達到32GHz數量級,而且突破了未來示波器帶寬發展的瓶頸。
但是,我認為最重要的突破是採樣電路技術,新的採樣電路的設計使得樣點間的精度由1ps以上提高到50fs,同時克服ADC帶寬的限制和未來採樣率發展的瓶頸。這才是關鍵之處。
90000X示波器的前端芯片,芯片內部集成了:32GHz前端放大器,22GHz觸發器,80GSa/s採樣保持電路。
90000X的採樣電路設計非常值得我們借鑑,尤其國內在開發ADC遇到比較大的瓶頸的情況下。
這個採樣電路把採樣保持電路和數據轉換分開,用磷化銦設計採樣保持電路(主要由開關和存儲/濾波組成),克服帶寬的瓶頸,採樣間隔的精度由延遲線來保證(所以達到50fs或更低的量級),而在前端芯片的外部用傳統的ADC來做數據轉換(瞬時直流信號的數據轉換)。
這樣達到了高帶寬、高精度和低成本的目的。
實際的產品性能測量結果證明設計是非常好的,使用8bits的ADC可以達到40dB以上的無寄生動態範圍。
如果使用12bits的ADC呢?結果會超出我們的想象。
所以國內完全可以借鑑這樣的技術,使用一直研究的磷化銦做採樣/開關保持/濾波電路,而使用低速的傳統ADC做數據轉換,這樣可以達到:高帶寬,高採樣率,高位數的高精度模數轉換產品。
參考資料
  • 1.    夏徵農,陳至立主編;幹福熹編,大辭海 信息科學卷,上海辭書出版社,2015.12,第204頁