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CIRCUITOS DE MUESTREO Y RETENCIÓN
(SAMPLE & HOLD)
INTRODUCCIÓN
Los circuitos de muestreo y retención se utilizan para muestrear una señal analógica en un
instante dado y mantener el valor de la muestra durante tanto tiempo como sea necesario.
Los instantes de muestreo y el tiempo de retención están determinados por una señal lógica
de control, y el intervalo de retención depende de laaplicación a la que se destine el
circuito. Por ejemplo, en los filtros digitales las muestras deben ser mantenidas durante el
tiempo suficiente para que tenga lugar la conversión de analógica a digital.
CIRCUITOS DE MUESTREO Y RETENCIÓN
La mayoría de los circuitos de muestreo y retención utilizan un condensador para mantener
la tensión de muestra. El interruptor controlado electrónicamente es elmedio para cargar
rápidamente el condensador hasta la tensión de muestra y luego suprimir la entrada de
manera que el condensador pueda retener la tensión deseada. Tal circuito está representado
en la Figura 1-1a, en la que VA es la fuente analógica y Rg su impedancia interna. Las
formas de onda ideales están representadas en la Figura 1b. El interruptor está cerrado
mientras la forma de ondalógica de control vc está en nivel alto y, en el supuesto de que la
constante de tiempo RgC sea muy pequeña, la tensión de salida seguirá muy estrechamente
a la tensión de entrada y será igual a ella en el instante en que el circuito lógico de control
esté a nivel bajo, abriendo el interruptor. Durante el intervalo de retención, mientras la
señal de control está en nivel bajo, el interruptorestá abierto y el condensador C mantendrá
el último valor de la entrada. Idealmente la salida se mantendrá constante en ese valor
durante todo el intervalo de retención.

Figura 1. Circuitos de muestreo y retención: (a) circuito simple con interruptor, (b)
formas de onda.

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En la práctica, los interruptores electrónicos y los condensadores no son perfectos y
presentan discrepanciasrespecto a los valores o estados ideales. Entre las especificaciones
más importantes están las de tiempo de apertura y tiempo de adquisición. Se puede
explicar lo que es el tiempo de apertura haciendo referencia a la Figura 2 en la cual vemos
que dicho tiempo es el máximo retardo entre el instante en que la lógica de control ordena
al interruptor que se abra y el instante en que realmente ocurrela apertura. El tiempo de
apertura de un sistema determina esencialmente el tipo de interruptor que se debe utilizar.
Si este tiempo es del orden de milisegundos, S puede ser un relé. Con interruptores FET
los tiempos de apertura son normalmente de 50 a 100 ns, mientras que con interruptores
con diodo muy rápidos el tiempo de apertura es mucho menor de 1 ns. A consecuencia del
tiempo deapertura hay una incertidumbre en el ritmo o cadencia de muestreo que puede
degradar las prestaciones del sistema. Se suele seleccionar un interruptor cuyo tiempo de
apertura sea mucho menor que la inversa del ritmo de muestreo.
Como el circuito de salida es capacitivo, tarda un cierto tiempo antes de que la tensión del
condensador (salida) sea idéntica a la entrada. El tiempo de adquisición(Figura 1-3) es el
intervalo más corto transcurrido desde que se da la orden de muestra hasta que se puede dar
la orden de retención y se obtenga como resultado una tensión de salida que sea
aproximadamente la tensión de entrada con la exactitud necesaria. El caso más
desfavorable ocurre cuando la entrada es una función escalón cuya amplitud es igual a la
máxima excursión de tensión cresta acresta del circuito. En el circuito de la Figura 1a, la
velocidad con que la salida puede seguir a tal entrada depende de las características de la
fuente de señal vA. Considerando el efecto de la impedancia de fuente Rg, vo será una
función exponencial con constante de tiempo RgC, y para que vo no difiera más de 0,01 por
100 de la entrada en el instante requerido el tiempo necesario es,...