利用ADG1211开关实现采样保持电路 (CN0058)

本文所述电路可提供采样保持功能，这是数据采集和模数转换过程的基础。另外，在可编程逻辑控制器(PLC)输出模块中存在每通道采样保持架构，它采用开关电容和缓冲器作为采样保持放大器(SHA)，以便存储单通道高性能DAC的选定输出样本。这些样本通过一个模拟开关或多路复用器在不同保持电容之间切换。

图1：高精度快速采样与保持电路

 

本文所述电路如图1所示，可提供一个精密、快速采样保持电路。

开关和多路复用器在必须获取瞬时模拟值的数据采集应用中很有用。模拟开关的输入信号向一个与运算放大器输入相连的保持电容充电。理想情况下，闭合开关仅向电容传送输入信号。但在实际应用中，该开关也会传送一个电荷包，称为电荷注入。ADG1211具有业界领先的1pC电荷注入性能，而市场上现有解决方案的电荷注入性能为10 pC至20 pC。ADG1211 还具有出色的电容与泄漏性能，因而它是此电路的理想选择。

该电路是一个精密、快速的采样保持电路。在采样模式下，SW2闭合，输出 V_OUT跟随输入信号V_IN。在保持模式下，SW2断开，信号由保持电容C_H保持。

由于开关和电容泄漏影响，保持电容上的电压会随着时间而下降。ADG1211 具有低泄漏特性，能使这种电压下降最小。在25°C时，ADG1211 的典型泄漏电流为20 pA，最大泄漏电流为100 pA。采用聚苯乙烯保持电容还可进一步使下降率更低。

此电路还有另一个开关SW1，它与SW2并联工作，用来降低基底误差。由于两个开关处于相同电位，因此对运算放大器的输出均具有差分效应，从而使电荷注入影响最小。补偿网络R_C 和 C_C也可降低基底误差。该补偿网络还可减小保持时间尖峰，同时优化采集时间。

利用上述电路可得到如下结果：下降率为2 mV/ms，基底误差低于0.5 mV，采集时间为3 ms。