Характеристики перехода из режима выборки в режим хранения.

1.Апертурное время t_А, известное также как апертурная задержка, определя­ется по-разному различными изготовителями. Строго говоря, апертурное время — это интервал, в течение которого входной сигнал отключается от конденсато­ра хранения после поступления команды хранения(Рис. 7.36). Более широко распространенное определение — это интервал между поступлением команды хранения и моментом полного отключения конденсатора хранения.

Второе определение включает цифровую задержку между поступлением управляющей команды и началом процесса запирания ключа. В отличие от апертурного дрожания апертурное время не является фактором, ограничиваю­щим максимальную частоту синусоидального сигнала, поскольку для синусои­дального сигнала ошибка, вызванная апертурной задержкой, проявляется как изменение фазы, а не амплитуды.

2.Эффективное апертурное время задержки – время между подачей команды хранения и моментом достижения входным напряжением значения, равного выходному в момент перехода в режим хранения (см.Рис. 7.36). Если требуется точная синхронизация, то команду хранения нужно подать на «эффективное апертурное время задержки» раньше наступления необходимого момента фиксации.

3. Апертурное дрожание t_AJ,известное также как апертурная неопределен­ность, является неопределенностью апертурного времени. Апертурное дрожа­ние обусловлено шумом, который накладывается на управляющий сигнал. Час­то его определяют как среднеквадратическое отклонение апертурного времени.

Апертурное дрожание устанавливает верхний предел частоты гармониче­ского сигнала, который может быть преобразован в последовательность выбо­рок без потери точности. Чтобы не терять точность, следует придерживаться эмпирического правила: входной сигнал не должен изменяться больше чем на +SLSB в течение апертурного дрожания. Для синусоидального сигнала V= Asin(2 ft); это дает

,

где А — половина максимального диапазона входного сигнала данного УВХ. Учитывая, что SLSB = A/2^N, находим

. (7.3)

В качестве примера использования этого критерия рассмотрим 12-разрядный АЦП, УВХ которого имеет апертурное дрожание 100 пс. В этом случае он мог бы преобразовывать сигналы частотой вплоть до 388 кГц. Естественно, что согласно теореме Котельникова (или Шеннона или критерию Найквиста) час­тота преобразования этого АЦП должна быть более 766 кГц.

4. Инжекция заряда – количество электричества, перемещенного на об­кладки конденсатора хранения при размыкании ключа. Инжекция заряда обу­словлена емкостной связью между конденсатором хранения и затвором ключе­вого транзистора. Из-за инжекции заряда имеет место шаг хранения на выходе УВХ. Для схем, у которых конденсатор хранения С_H связан с входным сигналом через входной буферный усилитель (см.Рис. 7.31, 7.32) инжекция заряда — функция входного напряжения, причем функция нелинейная, что ведет к нели­нейным искажениям.

5. Шаг хранения, называемый также «пьедесталом», является приращением выходного напряжения на переходе выборка-хранение (Рис.7.37).Он вызван инжекцией заряда в конденсатор хранения.

Шаг хранения может быть определен по формуле

,

Где q- величина инжекции заряда. Следовательно, шаг хранения может быть уменьшен путем увеличения емкости конденсатора хранения. Это, однако, приведет к увеличению времени выборки. Для аналого-цифрового преобразо­вания желательно, чтобы шаг хранения был независим от входного напряжения и не превышал SLSB.

6. Время установления режима хранения t_HS - минимальное время, по про­шествии которого с момента подачи команды хранения выходное напряжение не выходит за границы определенной области. Эта область обычно составляет не более 0.01% полной шкалы входного сигнала. Для АЦП требуется, чтобы от­клонения выходного напряжения от установившегося значения не превышали SLSB до начала преобразования. Время установления режима хранения являет­ся важным параметром при аналого-цифровом преобразовании, поскольку сумма времени выборки t_AQ, времени установления режима хранения t_HS и вре­мени преобразования АЦП t_HC определяют максимальную частоту дискретиза­ции системы УВХ-АЦП.

.

7. Амплитуда переходного процесса выборка-хранение характеризует максимальный выброс выходного напряжения при этом процессе. Если УВХ исполь­зуется для устранения выбросов выходного напряжения цифро-аналогового преобразователя, эта амплитуда должна быть минимальна.