Sample-Hold с малым переносом заряда

[shkal]

Пришла тут в голову идея простого семпл-холда с малым переносом заряда, малыми утечками. Сопротивление ключа не зависит от входного уровня. Пока нигде на такую реализацию не натыкался, поэтому и делюсь. Напряжение отсечки Р-канального JFETа должно быть раза в полтора больше, чем N-канального. Ток через биполяр должен быть равен начальному току стока Р-канального тр-ра в режиме sample.

[dortonyan]

Пришла тут в голову идея простого семпл-холда с малым переносом заряда, малыми утечками. Сопротивление ключа не зависит от входного уровня.

А схема интегрирующего УВХ не катит?
Я тут щас тоже балуюсь с УВХ в капе. В качестве ключиков использую те же 241-е полевички. Пока лучший результат получается на схеме интегрирующего УВХ на одиночных ключах с компенсацией, по аналогии с техасовским SHC804. При этом все упирается в быстродействие ключей и ОУ, а время приобритения составляет около 1uS, при максимальном ур-не глитча около 2mV. Конечно, т.к. глич преобразования интегрирующего УВХ имеет постоянную величину, то его можно значительно сократить (в симуляторе до 20..30nS), но судя по нестабильным результатам в симуляторе, на практике наверное все будет еще куда хуже и сложнее.

[shkal]

Глич у SHC804 - порядка 100мв (не путать с hold stepом). И проходит он через активный интегратор, как нож сквозь масло. Просто напрямую через конденсатор в цепи ООС.
У моей схемы две основные фишки:
1) Напряжение затвор-исток ключа изменяется ровно на столько, сколько нужно, чтобы его закрыть, а не от 0 до -Uпит, как обычно.
2) PNP и PJFET всегда находятся в активном режиме, что резко ускоряет рассасывание заряда на затворе ключа.

Проблемку обнаружил, надо подумать ,как решить

[dortonyan]

Глич у SHC804 - порядка 100мв (не путать с hold stepом). И проходит он через активный интегратор, как нож сквозь масло. Просто напрямую через конденсатор в цепи ООС.

Ну так не обязательно делать один в один как в 804-ом увх. Я для хранения использую емкость на землю, а емкость в ООС уменьшаю до минимума (чтобы не ограничивать быстродействие ОУ), остальное подбирается в компенсирующей цепи.
Если погемороится с подбором режимов в симуляторе хар-ки получаются примерно как у муратовских SHM-950. (по времени выборки и запирания).

1) Напряжение затвор-исток ключа изменяется ровно на столько, сколько нужно, чтобы его закрыть, а не от 0 до -Uпит, как обычно.

В интегрирующем УВХ то же самое, и управлять ключиком можно сразу логическим ур-нем, или через делитель (если нужен меньше размах). Т.е. все зависит от того как схемотехнику построить.

2) PNP и PJFET всегда находятся в активном режиме, что резко ускоряет рассасывание заряда на затворе ключа.

Т.е. они работают без отсечки?

[shkal]

dortonyan, так сложно говорить, ты схему можешь показать?

[dortonyan]

Вот сирка: 0_SHC.CIR
А вообще графики синуса нужно смотреть на уровннях -120...-130Дб. На больших вроде все красиво, а увеличишь...
В моей сирке синус уровнем -120Дб.

[shkal]

Ага, спасибо, смотрю

[shkal]

У тебя та-же проблема в схеме, что и у меня. При превышении определённой скорости нарастания входного сигнала ключи начинают открываться во время холда при нарастании входного напряжения.

[dortonyan]

Ага, видимо я это упустил. Увеличте размах (номиналы делителя) - должно помочь, но возрастает инжекция - обратная сторона. Т.е. надо подбирать минимальную амплитуду, при которой ключ устойчиво закрыт. Соб-но такое решение и упирается в быстродействие ключей (входную емкость) и их сопротивление, которое если я не ошибаюсь будет около 50..100 ом для 241-ых ключиков.

[shkal]

Это не сильно помогает, и то же самое будет происходить при уменьшении частоты импульсов сэмпл-холда.

[dortonyan]

Ну тогда нужно строить двойные опозитные ключики, для соединения виртуальной и силовой земель на время хранения. Я такой вариан так же пробовал, но там с глитчем дела похуже.
Вот кстати материальчик от Linear sistems.PDF

P.S.
Как-то лазил по производителям ключей, нашел интересные приборы: TS5A2066 у техаса и NS5B1G385 у онсеми.

[shkal]

Как-то лазил по производителям ключей, нашел интересные приборы: TS5A2066 у техаса и NS5B1G385 у онсеми.

Это все однополярные, 5-вольтовые, и с приличной утечкой.

[dortonyan]

Это все однополярные, 5-вольтовые

Ерунда.

и с приличной утечкой.

Что имеем, то имеем...

А вообще делают же УВХ на ОУ с биполярнным входом и ничего.

[dortonyan]

При превышении определённой скорости нарастания входного сигнала ключи начинают открываться во время холда при нарастании входного напряжения.

А как у вас так получается? Вот семплирование синуса 200кГц по той же схеме:

[shkal]

В каком смысле ерунда?
Файл на работе оставил, завтра посмотрю.

[dortonyan]

Ерунда в том смысле, что у меня в схеме например тоже по сути однополярный 5-ти вольтный ключик. Что в этом плохого?

Кстати пробовал моделить этот выхлоп
Так вообще кошмар какой-то получается, как оно там работает, можно только догадываться. Хотя стабилитрончики у меня в модели другие, может в них дело.
Модель: 0_SHA.CIR

[dortonyan]

Замоделил ступенчатый синус 20к по входу. Действительно в холде на выход пролазят импульсы, амплитудой больше самого глитча УВХ.


В значительной мере этот эффект устраняется опозитными ключами, а далее остается побороть глитч самих ключей:


Хотя чувствую, что поборется он только ценой снижения быстродействия УВХ и увеличением времени выборки, что видно на примере SHM-950.

[viktor8m]

А чем не устраивают ключи DG611\2\3 и подобные?

Проблемку обнаружил, надо подумать ,как решить

Может быть это из-за применения JFET (у них изоляция затвора только в одном направлении, в отличии от мосфетов)? Проверьте то же самое при замене ключей на мосфеты.

[shkal]

А как у вас так получается?

Вход F=100K A=3V Время холда 2мкс для наглядности. В посте 8 время холда 1мкс

Может быть это из-за применения JFET

Нет, это из-за того, что для того, чтобы Jfet был закрыт, его затвор должен быть на Uотс ниже и истока и стока. У меня наряжение на затворе привязано ко входу ( к стоку).
Т.е. надо придумать схему, котрая бы привязывала затвор к меньшему из напряжений Uвх, Uвых и сама переключалась, когда знак разности меняется.
Должно быть
при Uвх>Uвых Ug=Uвых-Uотс
при Uвх<Uвых Ug=Uвх-Uотс
Ug - напряжение на затворе ключа отн. земли.
в режиме холда.

А чем не устраивают ключи DG611\2\3 и подобные?

Большим гличем и утечками.

[dortonyan]

A=3V

А уменьшать амплитуду не пробовали, зачем такая большая? Я эмулировал амплитуду тока 1mA, как на выходе ЦАП.
В конце концов, выше я привел модель со ступенчатым сигналом, больше скорость нарастания не может быть в принципе. Результат можете видеть: помеха пролазит, но таких артефактов нет. Вот эта сирка: 0_AD16.CIR

---------- Добавлено в 12:50 ---------- Предыдущее сообщение в 12:45 ----------

Проверьте то же самое при замене ключей на мосфеты.

А есть мосфеты со входной емкостью до 3..5pF ?

---------- Добавлено в 12:54 ---------- Предыдущее сообщение в 12:50 ----------

А чем не устраивают ключи DG611\2\3 и подобные?

Они довольно медленные, наверное поэтому у них и инжекция малая. На форумах неоднократно писали о возможности применения подобных ключей в УВХ, а АДВ не раз писал о большой аппертурной неопределенности подобных ключей (десятки pS).