原標題：巧用采樣和保持電路，確保ADC精度

采樣和保持（S&H）或跟蹤和保持（T&H）電路在模數轉換器（ADC）的精度保證中扮演著重要角色。以下是對如何巧用這些電路來確保ADC精度的詳細解釋：

一、S&H/T&H電路的工作原理

1. 功能描述

• 采樣和保持（S&H）或跟蹤和保持（T&H）電路位于輸入抗混疊低通濾波器和ADC之間，它們的主要功能是在ADC進行模數轉換的過程中，使輸入電壓保持恒定，從而最小化電壓偏差。

2. 電路組成

• S&H/T&H電路通常由快速開關、儲能電容器以及可能的運算放大器組成。開關用于在采樣和保持模式之間切換，電容器則用于存儲采樣到的電壓值，而運算放大器可能用于緩沖和放大信號。

3. 工作模式

• 跟蹤模式：在此模式下，電路跟蹤輸入信號的變化。對于S&H電路，跟蹤時間相對較短；而對于T&H電路，跟蹤時間則較長。

• 保持模式：一旦接收到采樣信號，電路切換到保持模式，此時電容器保持采樣到的電壓值不變，直到ADC完成轉換。

二、S&H/T&H電路在ADC精度保證中的作用

1. 消除幅度偏差

• 當非直流信號施加到ADC的輸入時，其幅度會不斷變化。而ADC的轉換過程需要一定的時間間隔，在這段時間內，輸入信號的幅度可能會發生變化，導致幅度偏差。S&H/T&H電路通過在轉換過程中保持輸入電壓恒定，從而消除了這種幅度偏差。

2. 提高采樣精度

• 通過使用高質量的電容器和快速開關，S&H/T&H電路能夠實現快速且準確的采樣。此外，一些先進的S&H IC還采用了bi-FET技術等技術來提高直流精度和降低電壓降，從而進一步提高采樣精度。

3. 減少噪聲和干擾

• S&H/T&H電路還可以在一定程度上減少噪聲和干擾對ADC精度的影響。通過在采樣前對信號進行頻帶限制（使用抗混疊低通濾波器），并在采樣過程中保持電壓恒定，可以降低噪聲和干擾對轉換結果的影響。

三、如何選擇合適的S&H/T&H電路

1. 考慮應用需求

• 根據具體的應用需求選擇合適的S&H/T&H電路。例如，對于需要差分輸入的應用，可以選擇具有差分采樣功能的S&H IC。

2. 關注性能指標

• 在選擇S&H/T&H電路時，需要關注其性能指標，如采樣時間、建立時間、孔徑時間、幅度下降等。這些指標將直接影響ADC的采樣精度和轉換速度。

3. 考慮電路配置和封裝

• 根據電路設計的復雜性和空間限制，選擇合適的電路配置和封裝形式。例如，一些S&H IC提供了多個通道，可以在單個IC封裝中容納多個S&H電路，從而簡化電路設計并提高集成度。

四、實際應用案例

1. 光學線路傳輸應用

• 在光學線路傳輸應用中，S&H電路可以用于猝發模式接收信號強度指標（RSSI）測量。通過差分采樣和保持輸入信號，可以準確地測量信號的強度并降低噪聲干擾。

2. 數據轉換器應用

• 許多ADC在其集成封裝中都集成了S&H或T&H電路。例如，Texas Instruments的ADC121S021CIMFX就是一個具有內置T&H的12位逐次逼近寄存器（SAR）ADC。這種集成化的設計簡化了電路設計并提高了性能。

綜上所述，通過巧妙地使用采樣和保持（S&H）或跟蹤和保持（T&H）電路，可以有效地確保ADC的精度。在選擇和使用這些電路時，需要充分考慮應用需求、性能指標以及電路配置和封裝等因素。