Muestreo y retención
El muestreo y retención es un circuito electrónico que consta en su forma más simple de un interruptor controlado y un condensador .
También se puede encontrar un amplificador seguidor en la entrada y salida del conjunto (Fig. 1). Generalmente es la entrada de un convertidor de analógico a digital (ADC, o convertidor de analógico a digital en inglés). Su función es mantener un valor de voltaje constante entre dos instantes de muestreo.
Papel del muestreo
La digitalización de una señal se realiza en dos etapas: la primera es el muestreo (discretización del tiempo), que consiste en tomar el valor de la señal en instantes precisos (instantes de muestreo). El segundo paso es la cuantificación o codificación (discretización de valores), que asocia un código digital con el valor muestreado previamente.
Con un muestreador simple (por ejemplo, un solo interruptor ), la señal de entrada se toma en cada instante de muestreo (Fig. 2). Entonces, el codificador solo tiene la señal de entrada en estos momentos precisos. La cuantificación teóricamente debería hacerse en un período muy corto de tiempo y coincide exactamente con los instantes de muestreo. Sin embargo, estas dos condiciones son difíciles de cumplir.
El objetivo de un muestreo y retención es, además de tomar la señal de entrada en los instantes de muestreo, mantener la última muestra en un valor constante (Fig. 3). Esto permite que la etapa de cuantificación tenga más tiempo para codificar la información.
Constitución de una muestra y retención
La mayoría de las unidades de muestreo y retención se fabrican de acuerdo con el diagrama de la Fig.1. Tenga en cuenta que, gracias al segundo amplificador seguidor, el voltaje de salida AO siempre es igual al voltaje a través del capacitor .
En el instante de muestreo, la señal de control del interruptor cierra el interruptor. Por tanto, el condensador se carga al valor de tensión impuesto por la entrada analógica AI. Este paso se denomina fase de adquisición .
Cuando la señal de control abre el interruptor, el condensador no puede descargarse a través del segundo amplificador, porque este último tiene una impedancia de entrada infinita (al menos en teoría). El condensador retiene así su carga eléctrica y la tensión en sus terminales, lo que mantiene constante la tensión AO en la salida cualquiera que sea el valor de la tensión AI en la entrada. Esta es la fase de memorización .
La transición de la fase de adquisición a la fase de almacenamiento se describe mediante tres parámetros:
- Retraso de apertura , en inglés , retraso de apertura , un retraso entre el lanzamiento del comando y la apertura efectiva del interruptor;
- Incertidumbre de apertura , variación del retardo de apertura. Esta variación es mayoritariamente pequeña y aleatoria. También se denomina jitter de apertura, o incertidumbre de apertura y jitter de apertura en inglés;
- El tiempo de establecimiento del bloqueo , corresponde a fenómenos transitorios debido a acoplamientos capacitivos parásitos con la tensión. Más precisamente, este es el tiempo necesario para una amortiguación determinada de estos componentes transitorios en el condensador. Se llama tiempo de establecimiento del modo de espera en inglés.
La transición inversa (almacenamiento a adquisición) también se describe mediante tres parámetros:
- Desplazamiento en el bloqueo , el voltaje parásito causado en el condensador por los componentes transitorios al final de . También se denomina compensación de carga, o muestra para mantener la compensación y la compensación de carga en inglés;
- Pendiente de descarga, la variación de voltaje en la salida del convertidor, resultante de la variación en la carga del condensador, mientras el interruptor está abierto;
- Tasa de rechazo, tasa de caída del modo de retención en inglés, la relación entre la variación de la señal saliente y la variación de la señal entrante, cuando el interruptor está abierto.
Bibliografía
- Paul Horowitz, Winfield Hill, The Art of Electronics , Cambridge University Press, 2001 ( ISBN 0-521-37095-7 ) .
- P.-A Paratte, Philippe Robert, Systèmes de mesure , 2a ed., XVII, Presses Polytechniques Et Universitaires Romandes, 1996.
Enlace externo
- Analog Devices, Inc, Amplificadores de muestreo y retención , la muestra y retener Amplificadores , www.analog.com/media/cn/training-seminars/tutorials/MT-090.pdf