检测系统电子电路基础-习题及答案【ch06】采样 保持器

第六章采样保持器一、二、三、略。五、六、在模拟输入信号频率很低时，是否有必要使用采样/保持器?在模拟输入信号频率很高时呢?为什么?在模拟输入信号频率很低时，使用采样/保持器可能不是必要的。采样/保持器主要用于在模拟信号进行数字化处理之前，对信号进行采样和保持。当输入信号的频率很低时，采样/保持器的作用不是很明显，因为信号变化的时间尺度较长，可以直接使用模拟电路进行处理。然而，在模拟输入信号频率很高时，使用采样/保持器是十分必要的。高频信号的特点是变化非常快，如果直接将其输入到后续的模拟或数字电路中，很可能会导致信号失真或数据丢失。采样/保持器可以在指定的采样时刻捕捉高频信号的瞬态值并保持，然后将其输入到后续的电路中进行处理。通过采样/保持器的使用，可以有效避免高频信号的失真和损失，保证信号的准确性和可靠性。采样频率人高时，保持电容应取大些还是小些?在采样/保持器中，保持电容（也称为采样电容）用于在采样时刻保存输入信号的电荷，以供后续电路进行处理。保持电容的选择对采样/保持器的性能有一定的影响。当采样频率较高时，保持电容的充放电时间会限制采样/保持器的有效工作时间。较大的保持电容需要更长的时间来充电和放电，从而降低了采样/保持器的切换速度。这可能导致采样/保持器无法及时响应输入信号的变化，造成采样失真或失去高频信号的信息。因此，在采样频率较高时，为了确保采样/保持器的快速响应和准确采样，一般会选择较小的保持电容。较小的保持电容可以提供更快的充放电时间，允许采样/保持器在较短的时间内完成信号的采样和保持，提高了系统的采样速度和准确性。采样/保持器是否具有放大功能?其放大值由什么决定?输入信号的幅度：采样/保持器的输出电压将与输入信号的幅度相对应。如果输入信号较小，输出也会相应地较小。采样电容的大小：采样/保持器中的保持电容决定了信号的储存容量。更大的保持电容可以存储更多的电荷，从而产生更大的输出电压。电源电压：采样/保持器的工作电压也会对输出值产生影响。较高的电源电压可以增加输出电压范围。孔径时间tap影响A/D转换的什么参数?分辨率：孔径时间会直接影响A/D转换器的分辨率。分辨率是指A/D转换器能够将模拟输入信号分成多少个离散的量化级别。较短的孔径时间可以提供更高的分辨率，因为它允许更多的采样点在一个时间周期内进行量化，从而更准确地表示信号的细微变化。带宽：孔径时间还会影响A/D转换器的有效输入频率范围，即转换器可以准确采样的信号频率范围。较短的孔径时间允许更快速的采样速率，从而使A/D转换器能够处理更高频率的信号。相反，较长的孔径时间会限制A/D转换器的带宽，因为它无法准确地采样高频信号，导致信号失真或丢失高频成分。捕捉时间tac影响A/D转换的什么参数?准确性：捕捉时间会直接影响A/D转换器的准确性。捕捉时间必须足够长，以确保信号在采样保持器中充分稳定，避免因为采样期间信号发生变化而导致精度损失。较长的捕捉时间可以提供更准确的转换结果，尤其是对于高速变化的信号。采样保持电路的带宽：捕捉时间还会影响采样保持电路的带宽。较长的捕捉时间会导致较低的带宽，因为采样保持电路需要更长的时间来响应输入信号的变化。带宽是指A/D转换器能够准确采样的信号频率范围，较低的带宽会限制A/D转换器的高频响应能力。转换速度：捕捉时间也会影响A/D转换器的转换速度。较长的捕捉时间会增加每次转换的总时间，在给定的时间窗口内完成更少的转换。十一、略。十二、一个数据采集系统的孔径时间tap=2ns,如果要求孔径误差不大于1/2LSB,那么一个10kHz信号在其变化率最大点被采样时所能达到的分辨率是多少?要求孔径误差不大于1/2LSB时，可以使用以下公式来计算分辨率：分辨率=2*maxRate/fs其中，maxRate是信号在变化率最大点的最大斜率（即最大变化率），fs是采样频率。在这种情况下，信号的变化率最大点为10kHz，可以将其视为一条斜率为最大斜率的直线。假设最大斜率为S，根据题目中给出的条件，我们可以计算出最大斜率S：S=1/2LSB/tap然后