Schaltungstechnik

554 8 Analog/Digitale Schnittstelle
8.3 Abtasthalteschaltungen
Der Umsetzvorgang einer Analogspannung in ein digitales Wort benötigt eine
bestimmte Zeit. Während der Wandlungszeit sollte die Eingangsspannung des A/
D-Wandlers möglichst konstant bleiben. Um den Spannungswert festzuhalten, werden
getaktete Abtasthalteschaltungen (Sample&Hold-Schaltungen) benötigt. Abtasthalteschaltungen
stellen Analogspeicher dar, die ein analoges Signal für eine
bestimmte Zeit festhalten. Das Schaltungsprinzip zeigt Bild 8.3-1. Die Schaltung
enthält die Kapazität C1 als Speicherelement und den gesteuerten MOS-Schalter
M1. Es ist darauf zu achten, dass die Kapazität hinreichend hochohmig abgeschlossen
wird, um eine Entladung des Analogspeichers während des geöffneten Schalterzustandes
zu vermeiden. In den folgenden Experimenten wird die Schaltung
nach Bild 8.3-1 ohne und mit Impedanzwandler untersucht.
Bild 8.3-1: Prinzip der Abtasthalteschaltung mit einem gesteuerten MOS-Schalter
Experiment 8.3-1: S-H_Schaltung ohne Impedanzwandler
Experiment 8.3-2: S-H_Schaltung mit Impedanzwandler
Bild 8.3-2: Abtasthalteschaltung mit eingangs-und ausgangsseitigem Impedanzwandler
Das Ergebnis der TR-Analyse der beiden Schaltungen ist in Bild 8.3-3 dargestellt.
Es zeigt deutlich den Speichereffekt während des offenen MOS-Schalters. Ist der
Schalter geschlossen, so folgt die Ausgangsspannung der Eingangsspannung.