Circuitos de muestreo y retencion

CIRCUITOS DE MUESTREO Y RETENCIÓN
Consta de una entrada y una salida y dispone de una entrada de control, S/H. Si S/H=1, el circuito se encuentra en muestreo, si S/H=0, entonces se encuentra en retención.

Cuando se encuentra en muestreo (modo SAMPLE S/H=1), la señal de salida sigue a la señal de entrada. Por el contrario, si se encuentra en retención (modo HOLD S/H=0), la salida se mantieneconstante en el tiempo e igual al valor de la salida que ésta tuviera en el instante en que se conmutó de muestreo a retención.

Este circuito se podría interpretar como una memoria analógica. En SAMPLE está memorizando la señal de entrada, mientras que en HOLD la recuerda y la mantiene en el tiempo.

Su principal finalidad consiste en mantener constante la señal que se quiere convertir con unconvertidor A/D. Por tanto, en sistemas de adquisición de datos se colocaría justo delante del convertidor A/D.

No siempre es necesario colocar un SAMPLE/HOLD delante del convertidor. Eso dependerá del tiempo de conversión del convertidor y sobre todo del tipo de señal a convertir, ya que existen señales rápidas (señales acústicas, por ejemplo) y señales que varían muy lentamente en el tiempo(como puede ser, temperatura) que no requieren un SAMPLE/HOLD ya que de por sí son bastantes constantes durante el tiempo de conversión del A/D.

Existen casos en los que la tecnología del convertidor no hace necesario el uso del SAMPLE/HOLD incluso con señales rápidas, son aquellos que se basan en tecnología de integración, cuya salida es un promedio del valor de la señal de entrada duranteese intervalo de tiempo.

El SAMPLE/HOLD puede estar colocado en otro sitio diferente de nuestro sistema de adquisición de datos (SAD). Por ejemplo, en algunas ocasiones necesitamos conocer el valor de un conjunto de variables en el mismo instante de tiempo, (por ejemplo, medidas en un terremoto), aunque después podamos emplear algo más de tiempo en procesarlas. En ese caso la estructurasecuencial en el tiempo que antes vimos no sería la adecuada, ya que los valores de las medidas se habrían tomado en tiempos diferentes. Ahora debemos colocar n cadenas de adquisición de datos, lo cual resulta caro, o bien montamos la estructura siguiente:

en donde ahora se muestrean todas las señales a la vez, pasando todos los SAMPLE/HOLD a retención al mismo tiempo, de manera que se dispondrá delas medidas simultáneas. Tras esa toma de medidas se podrá ir estudiando cada una de ellas en forma sucesiva. Con este sistema no se consigue una frecuencia de muestreo muy alta ya que hay que esperar a analizar todas las medidas tomadas para volver a colocar todos los SAMPLE/HOLD en posición de muestreo de nuevo. Hay que resaltar también que en esta estructura no hace falta colocar unSAMPLE/HOLD delante del convertidor A/D, ya que las señales que llegan a éste ya se encuentran estabilizadas.

Hasta ahora hemos visto qué es y cómo funciona un SAMPLE/HOLD desde un punto de vista ideal. Vamos, ahora, a ver cómo está hecho y cómo se comporta como elemento real de un circuito.

Su estructura interna es fácil de comprender que estaría formada por un condensador, que almacena la tensiónexistente y un interruptor.

La señal S/H rige el comportamiento del interruptor. De tal manera que el modo ON del interruptor coincide con el modo SAMPLE y el modo OFF con el modo HOLD de mantenimiento.

Su funcionamiento sería:

1. Se cierra el interruptor (muestreo). Desde el punto de vista real tendríamos una resistencia RON muy pequeña, pero no cero, en el lugar del interruptor, con locual la tensión en los extremos del condensador es prácticamente Vi, y por tanto el condensador se cargaría a esa tensión.
2. Se abre el interruptor (retención) y a la salida tendremos la tensión suministrada por el condensador.

El tipo de condensador utilizado es muy importante si el proceso de muestreo es rápido, ya
que la rapidez de carga del condensador dependerá de su constante de...