Invariant sample-and-hold amplifier to the hold capacitor discharge

Abstract

The conventional measurement signal sample-and-hold amplifier comprising a sample and hold circuit in the form of a sample switch, a voltage hold capacitor, and a voltage repeater further includes two similar sample-and-hold circuits of reference voltages. The idea of the proposed amplifier is that hold capacitors are equally discharged in all three sample-and-hold circuits. Therefore, an affine ratio for the stored three voltage samples does not change the intrinsic value over a long discharge time. Then, this invariant affine ratio is taken as the measuring signal. A reproducing (recovery) unit, which is also included, calculates this affine ratio. In turn, the included information signal former shaper pre-converts (prepares) the initial measurement signal using reference voltages. Thus, the hold time is significantly increased, while maintaining a short sample time for the given hold capacitor. On the other hand, the affine ratio uses differences and voltage ratios. Therefore, offset errors are mutually reduced. It is possible to implement the proposed sample-and-hold amplifier in the form of an analog chip based on a multiplier and the known multi-channel sample-and-hold amplifier.

Dispozitivul de eșantionare și stocare a valorilor de tensiune instantanee, care conține primul bloc de eșantionare și stocare a tensiunii sub formă de comutator de eșantionare, un condensator de stocare a tensiunii și un repetor al acestei tensiuni, adițional mai conține două blocuri de eșantionare și stocare a valorilor tensiunilor de referință. Esența dispozitivului constă în aceea, că în toate cele trei blocuri de eșantionare și stocare, condensatorii de stocare se descărcă identic. Prin urmare raportul simplu pentru cele trei eșantioane de tensiuni stocate nu își modifică valoarea într-o perioadă îndelungată de descărcare. Totodată, raportul simplu, ca o valoare invariantă, este luat ca semnal de măsurare. Blocul de recuperare a semnalului de măsurare realizează calcularea acestui raport simplu. La rândul său, este inclus un semnal de informare care transformă (pregătește) semnalul de măsurare inițial folosind tensiunile de referință. Astfel, timpul de stocare crește semnificativ la menținerea timpului de eșantionare pentru condensatorul de stocare predeterminat. Pe de altă parte, raportul simplu folosește diferențele valorilor de tensiune. Prin urmare, erorile de compensare se reduc reciproc. Este posibilă realizarea dispozitivului propus sub forma unei microscheme analoge în baza unui multiplicator și unui dispozitiv multicanal pentru eșantionare și stocare cunoscut.