Mạch giữ mẫu “đóng băng” một điện áp đang thay đổi bằng cách nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 11
Mạch giữ mẫu dùng điện tích trên một tụ điện để giữ gần đúng mức điện áp tại một thời điểm, trong khi phần khác của hệ tiếp tục đo hoặc xử lý. Nó giống một bộ nhớ tương tự rất ngắn, không làm cả tín hiệu bên ngoài ngừng thay đổi.
Đóng công tắc để bám theo
Ở pha lấy mẫu, công tắc nối đường tín hiệu tới tụ giữ theo một cấu hình phù hợp. Điện tích trên tụ điều chỉnh để điện áp bám giá trị đầu vào.
Quá trình không tức thì. Điện trở đường dẫn, điện dung và khả năng cấp dòng của nguồn quyết định tốc độ ổn định. Nếu ngắt công tắc quá sớm, mức giữ có thể chưa đại diện tốt cho giá trị định lấy.
Hình dung dùng máy ảnh chụp một kim đang chuyển động: ảnh chỉ có ích nếu cách lấy dữ liệu đủ nhanh và rõ cho mục đích. Mạch điện không chụp hình kim, nhưng cũng phải gắn kết quả với một khoảng thời gian lấy mẫu xác định.
Mở công tắc để giữ lại
Khi công tắc mở, tụ được tách khỏi đầu vào. Trong mô hình lý tưởng không có đường rút điện tích, điện áp trên tụ có thể được duy trì.
Mạch đọc thật lại có thể hút dòng. Một bộ đệm có đầu vào phù hợp giúp hạn chế tải lên tụ, để phần xử lý nhận điện áp mà không làm giá trị lưu thay đổi quá nhanh.
Ví dụ, một ADC cần nhiều bước so sánh có thể dùng mức giữ làm cùng một đối tượng cho mọi bước. Tín hiệu ngoài vẫn biến đổi, nhưng bộ chuyển đổi đang xử lý một mẫu đã lấy.
“Giữ” vẫn có hạn sử dụng
Tụ, công tắc và đầu vào bộ đệm đều có dòng rò thực. Điện áp giữ vì thế có thể trôi theo thời gian. Khi công tắc đổi trạng thái, một lượng điện tích chèn thêm cũng có thể tạo bước sai lệch.
Tụ lớn hơn có thể giảm một số ảnh hưởng của lượng điện tích nhỏ, nhưng cũng cần thời gian và dòng phù hợp để thu mẫu. Không có một lựa chọn chỉ cải thiện mọi mặt mà không đánh đổi.
Hiểu lầm: ngắt dây khỏi tụ là đã có bộ nhớ điện áp chính xác mãi mãi. Bộ nhớ tương tự chịu rò, nhiễu, tải đo và giới hạn linh kiện.
Ghi nhớ: nối để bám, ngắt để giữ, đệm để đọc; độ chính xác phụ thuộc cả thời điểm lấy và khoảng thời gian chờ.
Đọc thêm
- ADC xấp xỉ liên tiếp tìm giá trị điện áp bằng những lần so sánh ra sao?
- Tụ lọc mạch nguồn giảm dao động điện áp