一种SCA采样放大电路的制作方法

一种sca采样放大电路
技术领域
1.本发明涉及电子技术领域，具体地说，涉及一种sca采样放大电路。


背景技术：

2.sca为开关电容阵列芯片，其平时处于循环采样状态，来了有效trig时，才将采样到的电压值读出，并经过adc转换输出(可以用慢的adc)，而且多个通道可以共用一个adc进行串行化输出，进一步降低整个系统的功耗。但是传统的sca采样电路不具备保持功能，电容反复充放电，导致电压极不稳定。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种sca采样放大电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种sca采样放大电路，包括：
5.由比较器u3b、三极管q1、电容c1和三极管q2组成的采样保持电路；
6.由运算放大器u1组成的放大电路；
7.以及由比较器u3a、肖特基二极管d1和三极管q3组成的锁定电路；
8.所述采样保持电路中的电容c1连接放大电路中运算放大器u1的同向输入端，所述采样保持电路中比较器u3b的负输入端连接锁定电路中比较器u3a的输出端。
9.作为本技术方案的进一步改进，所述三极管q2为倒置三极管应用，所述电容c1的两端分别连接三极管q2的集电极和发射极。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述三极管q3的基极连接电阻r3后与sca信号输入电压v3相连。
11.作为本技术方案的进一步改进，所述三极管q2的基极连接电阻r4后与sca信号输入电压v3相连。
12.作为本技术方案的进一步改进，所述比较器u3a的负输入端连接比较电压v2。
13.作为本技术方案的进一步改进，所述肖特基二极管d1的阴极连接到比较器u3a正输入端与电阻r1之间。
14.作为本技术方案的进一步改进，所述三极管q3的集电极经电阻r2连接到比较器u3b的负输入端。
15.作为本技术方案的进一步改进，比较器u3a比较电容c1的充电电压与比较电压v2相等时，比较器u3a输出的逻辑由0变为1，电路翻转，将电容c1的充电电流掐断。
16.作为本技术方案的进一步改进，肖特基二极管d1构成了正反馈的锁存器，将电阻r1与比较器u3a正输入端之间的电压抬高。
17.作为本技术方案的进一步改进，电容c1放电到0时，所述三极管q3导通，其发射极下拉到地，比较器u3a输出的逻辑由1变为0，电路翻转，对电容c1继续充电。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果：
19.1、本发明采用了两个比较器来对sca电压进行选择比较，构成采样和保持放大功能，通过与0.2v的比较电压进行比较，实现电容充放电及信号保持的功能，能够维持电压基本保持在采样起始点的电压值。
20.2、本发明中采用三极管q2的倒置三极管应用，其饱和时发射极和集电极的电压非常低，只有1mv左右，以此保证采样电容充分放电
21.3、本发明的两个比较器构成反馈保持功能，并利用了1n5817rlg一个小小肖特基二极管，构成了正反馈的锁存器，以避免采样保持电压波动。
附图说明
22.图1为本发明的sca采样放大电路的电路图；
23.图2为本发明中的采样保持电路的电路图；
24.图3为本发明中的放大电路的电路图；
25.图4为本发明中的锁定电路的电路图；
26.图5为本发明实施例2中的运算放大器电路图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例1
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.本实施例提供一种sca采样放大电路，如图1
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4所示，本发明提供一种sca采样放大电路，包括：由比较器u3b、三极管q1、电容c1和三极管q2组成的采样保持电路；由运算放大器u1组成的放大电路；以及由比较器u3a、肖特基二极管d1和三极管q3组成的锁定电路；采样保持电路中的电容c1连接放大电路中运算放大器u1的同向输入端，采样保持电路中比较器u3b的负输入端连接锁定电路中比较器u3a的输出端。
31.三极管q2为倒置三极管应用，电容c1的两端分别连接三极管q2的集电极和发射极，三极管q2倒置使用，其饱和时发射极和集电极的电压非常低，只有1mv左右。三极管q3的基极连接电阻r3后与sca信号输入电压v3相连。三极管q2的基极连接电阻r4后与sca信号输入电压v3相连。比较器u3a的负输入端连接比较电压v2。肖特基二极管d1的阴极连接到比较器u3a正输入端与电阻r1之间。三极管q3的集电极经电阻r2连接到比较器u3b的负输入端。比较器u3a比较电容c1的充电电压与比较电压v2相等时，比较器u3a输出的逻辑由0变为1，电路翻转，将电容c1的充电电流掐断。肖特基二极管d1构成了正反馈的锁存器，将电阻r1与比较器u3a正输入端之间的电压抬高。电容c1放电到0时，三极管q3导通，其发射极下拉到地，比较器u3a输出的逻辑由1变为0，电路翻转，对电容c1继续充电。
32.当sca信号输入电压v3为高电平时，三极管q3导通，比较器u3a为逻辑0，肖特基二极管d1不起作用，电容c1放电，sca信号输入电压v3为低电平时，进行采样保持，电路沿着比较器u3b、三极管q1为电容c1充电，此时三极管q3截止，比较器u3b和三极管q1之间下拉一个50kω的电阻r5，起到了加快电容c1充电的作用。运算放大器u1选用lm20cln8，一共有两个运放，其中一个自带参考源，参考源有200mv左右的电压，所以其输出电压为高电平，其可看作跟随器，输出端信号来自电容c1。当电容c1充电到与比较电压v2的电压0.2v相等时，比较器u3a逻辑1，使得电路翻转，电压回流，此时电容c1不充电，三极管q2断开进行保持。电容c1的电压经过运算放大器u1放大后再次回到比较器u3a。当比较器u3a逻辑1时，肖特基二极管d1通电，抬高电阻r1与比较器u3a正输入端之间的电压，比较器u3a输入端的电压不断在0.2mv下落，导致电压不稳定引起的电容c1反复充放电。只有当sca信号输入电压v3再次输入高电平时，c1放电到0，三极管q3导通下拉到地将当比较器u3a拉到逻辑0，锁定电路才能解锁继续循环。
33.实施例2
34.本发明提供一种sca采样放大电路，包括：由比较器u3b、三极管q1、电容c1和三极管q2组成的采样保持电路；由运算放大器u1组成的放大电路；以及由比较器u3a、肖特基二极管d1和三极管q3组成的锁定电路；采样保持电路中的电容c1连接放大电路中运算放大器u1的同向输入端，采样保持电路中比较器u3b的负输入端连接锁定电路中比较器u3a的输出端。
35.在本实施例中，与实施例1的不同之处在于，运算放大器u1采用两个tlv9042芯片来实现，具体电路如图5所示，采用其这种方式配置时，直接在输出上的电容负载将下降小于10pf，这将导致高频振铃或振荡。因此，考虑到本发明较大器件相位的容性负载，将一个电阻串联在放大器的输出端。
36.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。