专利名称：高速采样保持电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将输入信号记忆下来并保持一定输出时间，便于后续器件对输入信号进行采集的采样保持电路。
背景技术：
采样保持电路是将短暂输入信号记忆下来，并保持一定的输出时间，以便后续A/D器件对前级高速的输入信号进行采集的器件。在工业检测系统中往往会产生一些微小的高速信号，A/D器件难以进行实时采集，这时就需要一个高性能的采样保持电路来衔接短暂输入信号和A/D转换器，它的性能决定着整个A/D转换器性能。传统米样保持电路有两种模式,一种是开环模式,一种是闭环模式。开环模式一般比较稳定，不易震荡，但是线性度差，一般很难满足A/D转换器的精度要求；闭环模式优点是线性度好，精度高，但闭环模式一般是由两级到三级反馈组成，稳定度差，容易引起电路震荡。参见附图1所示的传统采样保持电路，其主要由前级信号输入、门信号、电容器、后级跟随输出组成。通过对门信号的控制对电容器进行充放电，从而对输入信号进行采样及保持。为了使后续电路不影响电容器的充放电，在电路中增加跟随输出。这种电路的采样速度完全由结型场效应管JI的开关速度决定，一般的场效应管的开关速度都在微秒级，对纳秒级的输入信号不能作出响应。
发明内容
本发明的目的是提供一种不易发生震荡且线性度较好、精度较高的闭环模式的高速采样保持电路。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
一种高速采样保持电路，包括
第一运放，所述的第一运放的同相输入端为所述的高速采样保持电路的输入端；
第二运放，所述的第二运放的输出端与其反相输入端相连接，并经第二电阻与所述的第一运放的反相输入端相连接而构成反馈回路，所述的第一运放的输出端与所述的第二运放的同相输入端相连接，所述的第二运放的输出端为所述的高速采样保持电路的输出端；相串接的电容和第一电阻，所述的电容和所述的第一电阻连接于所述的第二运放的同相输入端和地之间；
所述的高速采样保持电路还包括
结型场效应管，所述的结型场效应管的栅极为所述的高速采样保持电路的控制端并输入门信号，所述的结型场效应管的源极和漏极分别与所述的第二运放的同相输入端和地相连接；
相位调节部分，所述的相位调节部分设置于所述的反馈回路上并改变所述的反馈回路上信号的相位。
优选的，所述的相位调节部分包括可变电阻，所述的可变电阻的一个固定端和可变端分别与所述的第二电阻和所述的第一运放的反相输入端相连接，所述的可变电阻的另一固定端经第四电阻后接地。优选的，其还包括二极管，所述的二极管的正极与所述的第一运放的输出端相连接，所述的二极管的负极与所述的第二运放的同相输入端相连接。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点本发明采用闭环模式实现采样保持功能，并通过在反馈环内增加相位调节功能，以保证在整个反馈系统相位冗余，从而使电路在一定条件下满足电路稳定性要求，不易发生震荡；同时，本发明的高速采样保持电路采用闭环模式，线性度较好、精度较高，稳定度高。
附图1为现有技术的采样保持电路的电路图。附图2为改进型的采样保持电路的电路图。附图3为改进型的采样保持电路的时序图。附图4为本发明的高速采样保持电路的电路图。
具体实施例方式下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。实施例一一种高速米样保持电路，包括第一运放Ul、第二运放U2、电容C、第一电阻R1、第二电阻R2、结型场效应管J1。第一运放Ul的同相输入端为高速米样保持电路的输入端,其与输入信号相连接。第二运放U2的输出端与其反相输入端相连接，并经第二电阻R2与第一运放Ul的反相输入端相连接而构成反馈回路，第一运放Ul的输出端与第二运放U2的同相输入端相连接，第二运放U2的输出端为高速采样保持电路的输出端。电容C和第一电阻Rl相串接并连接于第二运放U2的同相输入端和地之间。结型场效应管Jl的栅极为高速采样保持电路的控制端并输入门信号，结型场效应管Jl的源极和漏极分别与第二运放U2的同相输入端和地相连接。在上述电路中增设一个二极管，二极管的正极与第一运放Ul的输出端相连接，二极管的负极与第二运放U2的同相输入端相连接，参见附图2所示。该电路利用了二极管的前向导通性能，并改变了门信号的控制方法，当输入信号来时，可以实时对电容C进行充电，对输入信号进行采集；当后续A/D电路处理结束，通过对门信号的控制而对电容C进行放电，准备下一次采集，其时序图参见附图3所示。由此可以看出，本电路的采样速度不受结型场效应管Jl的影响，而完全取决于第一运放U1。在此电路中，第一运放Ul主要起比较作用。如第一运放Ul采用BY521芯片，该芯片的比较速度可以达到100ns，也就是说该电路可以对纳秒级的信号进行采样保持。上述电路的静态工作点是不稳定的，容易产生震荡。为了使静态工作点稳定，在反馈回路上设置相位调节部分来改变反馈回路上信号的相位，即改变电路的静态工作点，使电路的静态工作点始终保持在零位。参见附图4所示，相位调节部分包括可变电阻R3，可变电阻R3的一个固定端和可变端分别与第二电阻R2和第一运放Ul的反相输入端相连接，可变电阻R3的另一固定端经第四电阻R4后接地。通过调节可调电阻，从而改变第一运放Ul的比较电位，改变整个反馈电路的相位，达到使电路的静态工作点为零、使得电路工作稳定、不易产生震荡的目的。后续跟随的第二运放U2采用LF421芯片，该芯片为结型场效应管型，输入阻抗大，从而减小了电容C的漏电，保证了在保持时间内的信号质量。上述技术方案将高速运放和高阻低速运放巧妙组合，解决在高速采样跟踪反馈中引起的自激震荡，在对小信号高速采样时，不会引起自激震荡。并且通过对场效应管的控制，减小了电容C的放电时间，从而达到在保持时间内，保持电平不降低。同时采用高阻运放，也增大电容C的放电时间，从而保证了，在保持时间内的电平质量。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高速采样保持电路，包括 第一运放，所述的第一运放的同相输入端为所述的高速采样保持电路的输入端； 第二运放，所述的第二运放的输出端与其反相输入端相连接，并经第二电阻与所述的第一运放的反相输入端相连接而构成反馈回路，所述的第一运放的输出端与所述的第二运放的同相输入端相连接，所述的第二运放的输出端为所述的高速采样保持电路的输出端； 相串接的电容和第一电阻，所述的电容和所述的第一电阻连接于所述的第二运放的同相输入端和地之间； 其特征在于 所述的高速采样保持电路还包括 结型场效应管，所述的结型场效应管的栅极为所述的高速采样保持电路的控制端并输入门信号，所述的结型场效应管的源极和漏极分别与所述的第二运放的同相输入端和地相连接； 相位调节部分，所述的相位调节部分设置于所述的反馈回路上并改变所述的反馈回路上信号的相位。
2.根据权利要求1所述的高速采样保持电路，其特征在于所述的相位调节部分包括可变电阻，所述的可变电阻的一个固定端和可变端分别与所述的第二电阻和所述的第一运放的反相输入端相连接，所述的可变电阻的另一固定端经第四电阻后接地。
3.根据权利要求1所述的高速采样保持电路，其特征在于其还包括二极管，所述的二极管的正极与所述的第一运放的输出端相连接，所述的二极管的负极与所述的第二运放的同相输入端相连接。
全文摘要
本发明涉及一种高速采样保持电路，包括第一运放、第二运放、结型场效应管、相位调节部分；第一运放的同相输入端为高速采样保持电路的输入端；第二运放的输出端与其反相输入端相连接，并经第二电阻与第一运放的反相输入端相连接而构成反馈回路，第一运放的输出端与第二运放的同相输入端相连接，第二运放的输出端为高速采样保持电路的输出端；相串接的电容和第一电阻连接于第二运放的同相输入端和地之间；结型场效应管的栅极为高速采样保持电路的控制端，源极和漏极分别与第二运放的同相输入端和地相连接；相位调节部分设置于反馈回路上。本发明静态工作点稳定，避免电路出现震荡；且线性度较好、精度较高，稳定度高。
文档编号H03M1/54GK103067017SQ201310001348
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者李金宝, 于春香, 李贵娇, 王晓臣 申请人:中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心