تأخذ عينة ودائرة الانتظار عينات من إشارة الإدخال التناظرية وتحتفظ بها لفترة زمنية معينة ثم تخرج جزء العينة من إشارة الإدخال. هذه الدائرة مفيدة فقط لأخذ عينات من بضعة ميكروثانية من إشارة الدخل.
تتكون دارة العينة والانتظار من أجهزة التبديل ومكثف ومضخم تشغيلي. المكثف هو قلب العينة ودائرة الانتظار لأنه الشخص الذي يحمل إشارة إدخال العينة ويقدمها عند الإخراج وفقًا لإدخال الأمر. تستخدم هذه الدائرة في الغالب في المحولات التناظرية إلى الرقمية لإزالة بعض الاختلافات في إشارة الإدخال ، والتي قد تفسد عملية التحويل.
مذكور أدناه مخطط كتلة نموذجي لدائرة العينة والتعليق:
بشكل عام ، تعد إشارة جهد الدخل المطبقة إشارة تناظرية متغيرة باستمرار. يتم توفير إدخال الأمر لتشغيل أخذ العينات والاحتفاظ بإشارة الإدخال. إدخال الأمر ليس سوى إشارة تشغيل / إيقاف لبدء / إيقاف أخذ عينات من إشارة الإدخال ، فهي بشكل عام PWM. تعتمد عملية أخذ العينات والاحتفاظ بها على إدخال الأمر. عندما يكون المفتاح مغلقًا ، يتم أخذ عينات من الإشارة وعندما تكون مفتوحة ، تحتفظ الدائرة بإشارة الخرج. يتم التحكم في حالة تشغيل / إيقاف التبديل عن طريق إدخال الأمر.
فيما يلي الشكل الموجي للإدخال والإخراج المثالي لعينة ودائرة الانتظار:
يمكن أن نفهم بوضوح من الرسم البياني أعلاه أن هذه الدائرة تأخذ عينات من إشارة الإدخال للوقت الذي يكون فيه إدخال الأوامر مرتفعًا وتكرر نفس العينة عند الإخراج. وعندما يكون إدخال الأمر منخفضًا ، فإنه يحتفظ بمستوى الجهد الأخير للإشارة التي تم أخذ عينات منها.
إذا قمنا بمحاكاة نموذجنا ودائرة الانتظار ، فسنحصل على الشكل الموجي أعلاه. يتم تقديم عينة كاملة وفيديو محاكاة دائرة الانتظار في النهاية.
المواد المطلوبة
- uA741 Op-Amp IC
- 2N4339 N- قناة JFET
- مولد الإدخال والنبض التناظري
- المقاوم (10 كيلو ، 10 م)
- الصمام الثنائي (1N4007)
- مكثف (0.1 فائق التوهج - 1 نوس)
مخطط الرسم البياني
لتوفير إشارة تناظرية عند محطة الإدخال ، يمكنك استخدام محول تنحي 6-0-6. ولإعطاء دخل نبضي أو PWM للترانزستور ، يمكنك استخدام 555 مؤقت IC في الوضع المستقر. نحتاج أيضًا إلى مصدر تيار مستمر لتوفير Vcc إلى Op-amp IC والذي سيكون في نطاق +5 إلى + 15V.
عمل العينة ودائرة الانتظار
كما يمكنك في مخطط الدائرة ، فقد استخدمنا 2N4339 N-channel JFET و op-amp و مكثف. يتم توصيل إدخال الأمر (إدخال PWM) بمحطة البوابة الخاصة بالترانزستور 2N4339. كما يمكنك في مخطط الدائرة ، فقد استخدمنا 2N4339 N-channel JFET و op-amp و مكثف. يتم توصيل إدخال الأمر (إدخال PWM) بمحطة البوابة الخاصة بالترانزستور 2N4339. يتم أيضًا توصيل الصمام الثنائي 1N4007 بين إدخال الأوامر و 2N4339 N-channel JFET.
الآن ، السؤال هو لماذا يتم توصيل الصمام الثنائي في حالة عكسية؟ اسمحوا لي أن أقدم لكم مقدمة موجزة عن 2N4339. 2N4339 هي قناة JFET ذات مستوى منخفض من الضوضاء وكسب مرتفع. يتم إجراء 2N4339 (تشغيل) فقط عندما يكون جهد البوابة إلى المصدر في نطاق -0.3v إلى -50v (كحد أقصى). الآن ، قمنا بضبط الجهد الأولي لإدخال الأمر على -15V والجهد النبضي على 15V. لذلك ، عندما يكون جهد إدخال الأمر سالبًا ، سيكون الصمام الثنائي متحيزًا للأمام مما يؤدي إلى تشغيل الترانزستور والعكس صحيح.
يتم استخدام Op-amp 741 كمتابع للجهد هنا ، لأن متابع الجهد لديه عمومًا مقاومة دخل عالية ومقاومة خرج منخفضة. يستخدم هذا عندما تكون إشارة الإدخال ذات تيار منخفض لأن متابع الجهد يمكن أن يوفر تيارًا كافيًا للمرحلة التالية.
لذلك ، عندما يكون إدخال الأمر عاليًا ، يعمل الترانزستور كمفتاح مغلق وفي هذه اللحظة يبدأ المكثف بالشحن إلى قيمته القصوى ويخزن عينة من إشارة الإدخال للوقت الذي يكون فيه الترانزستور في الحالة. الآن عندما يكون إدخال الأمر منخفضًا ، يعمل الترانزستور كمفتاح مفتوح وسيواجه المكثف مقاومة عالية ونتيجة لذلك لا يمكن تفريغه ويحمل الشحن لفترة زمنية معينة. يُعرف هذا الوقت باسم فترة الاحتفاظ. والوقت الذي تقوم فيه الدائرة بتجربة إشارة الإدخال يسمى فترة أخذ العينات.
بعض تطبيقات العينة ودائرة الانتظار
- ADCs (التحويل التناظري إلى الرقمي)
- DACs (التحويل الرقمي إلى التناظري)
- في التناظرية demultiplexing
- في الأنظمة الخطية
- في نظام توزيع البيانات
- في الفولتميتر الرقمي
- في مرشحات الإشارة الإنشائية