Referat fizica. Circuite de esantionare si memorare

Alecu Alexandru Cristian 431ACircuite de esantionare si memorareUn circuit Sample/Hold cunoaste doua moduri fundamentale de funcionare, determinate de valoarea semnalului logic prezent pe intrarea de control :Esantionare in care circuitul achiziioneaz rapid semnalul de la intrare , reproducandu-l fidel la iesire . Semnalul de la iesire urmareste fide semnalul de la intrare.Memorare care se realizeaza imediat ce semnalul de la intrare isi schimba valoarea , circuitul oferind la iesire valoarea pe care o avea semnalul de intrare in momentul tranzitiei comenzii din S in H .Circuitele S/H se folosesc in sistemele in care prelucrarea semnalelor este discontinua, avand loc la intervale egale de timp , pe paza nivelului curent al semnalului. In acest fel nu se urmareste intreaga variatie a semnalui, ci numai segmentele de durata finita, adica esantioane.Prelucrarea lor se face in perioada de memorare.Circuitele S/H se mai folosesc la eliminarea varfirilor tranzitorii de la iesirea unui convertor D/A, distributia datelormasurarea raportului a doua variabilemediate in timp etc.Schema de principiu a unui circuit S/H este urmatoarea :Din schema de mai sus se poate vedea modul de functionare a unui circuit S/H.Acesta este un comutator analugiccare la comanda de esantinare preia valoarea instantanee a semnalului de la intrare si o retine sub forma unei tensuini de curent continu memorata de o memorie analogica un condensator. Deci un astfel de circuit trebuie sa aibaurmatoarele caracteristici:Condensatorul trebuie sa se incarce si sa ajunga la valoarea finala a tensuiniicat se poate de repede;In etapa de memorare variatia in timp a tensiunilor Vo ,?Vo/?t trebuie sa fie cat mai mica posibil.Schema montajului de laborator este data in figura de mai jos:Datele care vor fi prezentate in cele ce urmeaza au fost achizitionate tinand cont de teorema esantionarii in care se specifica ca frecventa semnalului semnalul de control VC , sa fie de cel putin de doua ori mai mare decat frecventa celei mai mari armonici din spectrul semnalului esantionat.1.Se esantioneaza un semnal sinusoidal cu VI VV=2V f=100Hz aplicand la intrarea de control un semnal TTL cu factor de umplere 1:1 si o frecventa fe=2kHz. S - au obtinut urmatoarele forme de unda:Tensiunile V11 , V12 s-au obtinut nule si de aceea nu au mai fost reprezentate.Tensiunile VC4 si VC5 au aproximativ aceeasi reprezentare diferind doar timpii de crestere care pentru VC4 este 0.18ms, iar pentru VC5 este 0ms si respectiv timpii de cadere care sunt 0 ms, respectiv 4?s.Perioada dupa cum se observa din imagine este T=0.58ms.2.Repetam masuratorile de mai sus pentru fi =2kHz si fes=10kHz si obtinem urmatoarele imagini:Pentru VC4 timpul de crestere este 16?s si perioada T=112?sPentru VC5 timpul de cadere este de 40?s iar perioada T= 104?s.3.Se determina curentul maxim de incarcare al capacitorului de memorare. Circuitul se pune in regim de esantionare. La intrare se aplica un semnal dreptunghiular VI VV =5V fI =1kHz cu factor de umplere 1:1.Se reprezinta V12 si se masoara durata frontului tr si amplitudinea semnalului la bornele condensatorului V12 VV :Dupa cum se observa din figura de mai sus tr =4ms , iar V12 VV =5V.Pentru calculul curentului de incarcare se foloseste formula: Se obtine valoarea Imax=12.5mA care este mai mic decat Io max Ao1 =2025mA si decat IDSS =50mA.Se calculeaza viteza de variatie a semnalului de iesire V12 VV /tr =1.250V/ms care este mlt mai mica decat viteza maxima de variatie a semnalului de la iesirea AO care este de 0.5V/?s .Se vizualizeaza tensiunea de intrare pe cele doue intrari ale operationalelorAO1 si AO2 pentru frecventele de 100Hz, 1kHz si 10kHz :4.Se determina curentul total de pierderi Ip masurand ?t in care tensiunea Vo scade cu o valoare ?Vo=0.5V.Se obtine ?t =756sec . Se cunoaste C=1?F.Se calculeaza Ip= ? V0*C/ ?t = 6,61-4?sec.5. Curentul de polarizareal intrarii neinversoare a AO2 este Ip2 = 0.025?A.6.Se studiaza influenta inelului de garda prin conectarea rezistentelor R17 si R18 la VEE. Se masoara timpul de scadere la jumatate a tensiunii de iesire Vo : ?t=1s.Se conecteaza inelul de garda la iesirea AO2 . Se reia masurarea timpului de scadere la jumatate a tensiunii de iesire Vo : ?t=18s. Deci inelul de garda are rolul de a creste timpul descadere la jumatate a tensiunii de iesire Vo.