DD296570A5

DD296570A5 - Abtast- und halteglied

Info

Publication number: DD296570A5
Application number: DD90342484A
Authority: DD
Inventors: Friedhelm Zucker
Original assignee: Deutsche Thomson-Brandt Gmbh,De
Priority date: 1989-07-05
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1991-12-05
Also published as: FI920042A0; WO1991000600A1; CN1048623A; CN1019708B; HU905380D0; HUT60563A; KR920704303A; DE3922068A1; JPH04506431A; AU5928190A; EP0480953A1

Abstract

Bei einem Abtast- und Halteglied wird eine Kapazitaet periodisch von einem ersten gegengekoppelten Operationsverstaerker aufgeladen, anschlieszend vom Ausgang des ersten Operationsverstaerkers getrennt und an den Eingang eines zweiten gegengekoppelten Operationsverstaerkers gelegt. Die Einstellzeit, das wichtigste Qualitaetsmerkmal eines Abtast- und Haltegliedes, sollte moeglichst gering sein. Um die Einstellzeit wesentlich zu verringern, sind zwischen dem ersten Operationsverstaerker (V1) und dem zweiten Operationsverstaerker (V2) zwei Kapazitaeten (C1, C2) vorgesehen, die abwechselnd mit dem Ausgang des ersten Operationsverstaerkers (V1) und dem Eingang des zweiten Operationsverstaerkers (V2) verbunden werden. Durch diese Masznahme wird die Einstellzeit auch "aquisition time" genannt, nahezu Null. Fig. 2{Abtast- und Halteglied; periodische Aufladung; Kapazitaet; gegengekoppelter Operationsverstaerker; Reihenschaltung; Einstellzeit}

Description

Die Erfindung betrifft ein Abtast- und Halteglied mit einem ersten und einem zweiten Operationsverstärker, deren Ausgang jeweils auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt ist, und bei dem an den Eingängen des ersten Operationsverstärkers die Eingangsspannung anliegt.

Stand der Technik

In U.Tietze, Ch. Schenk, Halbleiterschaltungstechnik, 4. Auflage, Springer-Verlag, 1978 sind auf Seite 407—410 Abtast- und Halteglieder beschrieben. In der Abbildung 17.17 auf Seite 408 ist ein Abtast-und Halteglied mit zwei Spannungsfolgern gezeigt. Der Ausgang des ersten Spannungsfolgers, eines Operationsverstärkers, dessen Ausgang auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt ist, ist über einen als Schalter dienenden Feldeffekttransistor mit dem nichtinvertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers verbunden. Der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers ist wie beim ersten Operationsverstärker auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt. Der nichtinvertierende Eingang des zweiten Operationsverstärkers liegt über eine Kapazität, die als Speicherkondensator dient, auf Bezugspotential.

Das wichtigste Qualitätsmerkmal eines Abtast- und Haltegliedes ist die Einstellzeit, häufig auf „aquisition time" genannt. Sie gibt an, wie lange es unter den ungünstigsten Bedingungen dauert, bis sich der Kondensator auf die Eingangsspannung am Eingang des ersten Operationsverstärkers mit einer vorgegebenen Toleranz aufgeladen hat.

Aufgabe der Erfindung

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, die Einstellzeit bei einem Abtast- und Halteglied möglichst klein zu halten.

Lösung der Aufgabe

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß zwischen den beiden Operationsverstärkern zwei Kapazitäten vorgesehen sind und daß abwechselnd die eine Kapazität mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers und die andere mit dem Eingang des zweiten Operationsverstärkers verbunden wird.

Funktion der Erfindung

Dadurch, daß die beiden Kapazitäten abwechselnd an den Ausgang des ersten und den Eingang des zweiten Operationsverstärkers geschaltet werden, wird die Einstellzeit beträchtlich verkürzt; denn während die eine Kapazität ihre Ladespannung an den Eingang des zweiten Operationsverstärkers abgibt, wird bereits die andere Kapazität am Ausgang des ersten Operationsverstärkers auf den neuen Wert umgeladen. Die Einstellzeit ist daher nahezu Null.

Inhalt der Figuren

Es zeigen

Fig.1: den Stand der Technik

Fig. 2: ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Erläuterung eines Ausführungsbeispiels

Es wird nun das in Figur 2 gezeigte Ausführungsbeispiel beschrieben und erläutert. An den Eingängen eines gegengekoppelten Operationsverstärkers VI liegt die von Abtastzeitpunkt zu Abtastzeitpunkt abzutastende und zu haltende Eingangsspannung Ue. Der Ausgang des Operationsverstärkers V1 ist mit dem Eingang eines steuerbaren Schalters S1 und S3 verbunden. Der Ausgang des steuerbaren Schalters S1 ist mit dem Eingang eines steuerbaren Schalters S 2 verbunden und liegt außerdem ü ber eine Kapazität C1 auf Bezugspotential. Der Ausgang des steuerbaren Schalters S3 ist mit dem Eingang eines steuerbaren Schalters S4 verbunden und liegt außerdem über eine Kapazität C2 auf Bezugspotential. Die miteinander verbundenen Ausgänge der steuerbaren Schalter S 2 und S4 sind an den nichtinvertierenden Eingang eines gegengekoppelten Operationsverstärkers V2 angeschlossen, an dessen Ausgang die Ausgangsspannung Ua abnehmbar ist. Die miteinander verbundenen Steuereingänge der steuerbaren Schalter S2 und S3 sind mit dem Q-Ausgang, die miteinander verbundenen Steuereingänge der steuerbaren Schalter S1 und S4 mit dem Q-Ausgang eines Flipflops FF verbunden. Am Eingang des Flipflops FF, das als Frequenzteiler dient, liegen die Abtastimpulse P. Es werden nun abwechselnd gemeinsam der steuerbare Schalter S1 und S4 sowie der steuerbare Schalter S2 und S3 geöffnet und geschlossen. Wenn die steuerbaren Schalter S1 und S4 geschlossen, die steuerbaren Schalter S2 und S3 dagegen geöffnet sind, gibt die Kapazität C2 ihre Ladespannung an den Operationsverstärker V2 ab, während bereits gleichzeitig die Kapazität C1 umgeladen wird. Zum folgenden Abtastzeitpunkt werden die steuerbaren Schalter S1 und S4 geöffnet, während die steuerbaren Schalter S 2 und S3 geschlossen werden. Nun gibt die Kapazität C1 sofort ihre Ladespannung an den Operationsverstärker V2 ab, während bereits gleichzeitig die Kapazität C2 vom Operationsverstärker V1 umgeladen wird. Es braucht daher nicht mehr wie bei bekannten Abtast- und Haltegliedern gewartet werden, bis die einzige Kapazität C auf den neuen Spannungswert des jeweils nächsten Abtastpunktes umgeladen ist. Die Einstellzeit ist daher bei der Erfindung nahezu Null; sie ist so gering wie die Umschaltdauer der steuerbaren Schalter.

Claims

1. Abtast- und Halteglied mit einem ersten und einem zweiten Operationsverstärker (VI₁ V2), deren Ausgang jeweils auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt ist, und bei dem an den Eingängen des ersten Operationsverstärkers (V1) die Eingangsspannung (Ue) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Operationsverstärkern (V 1, V2) zwei Kapazitäten (C 1, C2) vorgesehen sind und daß abwechselnd die eine Kapazität mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers (V 1) und die andere mit dem Eingang des zweiten Operationsverstärkers (V2) verbunden wird.

2. Abtast- und Halteglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des ersten Operationsverstärkers (V 1) mit dem Eingang eines ersten und eines zweiten steuerbaren Schalters (S 1, S3) verbunden ist, daß der Ausgang des ersten steuerbaren Schalters (S 1) mit dem Eingang eines dritten steuerbaren Schalters (S2) verbunden ist und über eine Kapazität (C 1) auf Bezugspotential liegt, daß der Ausgang des zweiten steuerbaren Schalters (S3) mit dem Eingang eines vierten steuerbaren Schalters (S 4) verbunden ist und über die andere Kapazität (C 2) auf Bezugspotential liegt, und daß paarweise der erste und der vierte steuerbare Schalter (S 1, S 4) abwechselnd mit dem zweiten und dritten steuerbaren Schalter (S3, S 2) geöffnet und geschlossen werden.

3. Abtast- und Halteglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Steuereingänge des ersten und vierten steuerbaren Schalters (S 1, S4) invers zu den miteinander verbundenen Steuereingängen des zweiten und dritten steuerbaren Schalters (S3, S 2) angesteuert werden.

4. Abtast- und Halteglied nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Steuereingänge des ersten und vierten steuerbaren Schalters (S 1, S4) mit dem nichtinvertierenden Ausgang und die miteinander verbundenen Steuereingänge des zweiten und dritten steuerbaren Schalters (S3, S2) mit dem invertierenden Ausgang eines Frequenzteilers verbunden sind.

5. Abtast- und Halteglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang des ersten und des vierten steuerbaren Schalters (S 1, S4) mit dem Q-Ausgang eines Flipflops (FF) verbunden ist, daß der Steuereingang des zweiten und dritten steuerbaren Schalters (S3, S2) mit dem Q-Ausgang des Flipflops (FF) verbunden ist, an dessen Eingang die Abtastimpulse (P) liegen.

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