使用IC采样保持放大器( 五 )

其中， IL为漏电流， CH为保持电容的值。举例来说，对于100pFCH ，电流降低1nA会导致10μV/μs压降。在10μs保持期间，这会产生最大100μV压降误差，此误差不是问题。
在给定的S/H器件中，电流IL按技术规格设定， CH则（通常）由用户控制。所以，压降可通过CH调节，会随着CH增加而减小。
但是，这也需要权衡取舍。当CH增加以降低压降时，一般会使采集时间延长。这是因为对CH充电以实现采集摆动所需的电流是固定的。所以，通常需要尽可能将漏电流IL保持在最低水平，以使压降最低。一般来说，此参数由S/H输出放大器的输入偏置电流和开关漏电流决定，通常随温度升高而升高。在高温下压降最大。注意，用于计算压降的IL值应考虑到温度与净漏电流之间的关系。使用FET输入缓冲器时，温度每上升10°C ，偏置电流翻倍。
实际上，中等温度下S/H中电压的典型下降率接近1μV/μs ，算的上很小的误差。在计算最高温度下的最大偏置电流时，这种情况可能并非一直保持不变。可以计算最高预期温度下的漏电流，以确定最差的电压下降率。
馈通是在保持（关闭）状态下，通过S/H开关的交流信号泄漏导致的模拟误差。与S/H偏移一样，它基本上由开关电容引起，但也会受到布局相关电容耦合的影响。由于开关电容和保持电容可以构成分压器，馈通会随保持电容增大而降低，就像压降和S/H偏移一样。馈通的影响如图6所示。
馈通一般由高频率下（例如10kHz）的满量程峰峰正弦输入指定。在良好的S/H中，它一般达到80dB（或更高）。这相当于0.01%（或更低）的馈通误差。如果S/H是在多路复用器之后，该多路复用器能够在保持状态下选择高电平，且可能因信号馈通导致误差，那么此参数非常重要。

图6.馈通误差电压（顶部）， S/H控制（底部）
电介质吸收
对于一些常见的电容类型，电介质不会在充电/放电周期后完全释放所有电能。这种现象导致的结果是：在保持模式持续一段时间后，存储电压出现误差。可以使用某些电介质，尤其是薄膜来最大限度降低这种影响。应使用指定的低DA电介质，例如聚四氟乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯。注意，在使用外部CH ，或者是使用外部CH来增强内部CH的S/H中，都需要考虑DA 。
漂移和噪声
与采样模式下的S/H相比，保持模式下的S/H具有不同的漂移特性。在保持模式下，输出端只有输出缓冲放大器的漂移。在采样模式下，可能只有输出放大器的漂移，也可能是两个放大器串联产生漂移。
通常，保持模式下和采样模式下的漂移特性不同没有什么危害。转换通常在几微秒内完成，此时由温度变化导致的漂移误差尚不是问题。当保持时间异乎寻常的长时，则需考虑这种误差。
噪声则是另一种情况。例如，处于保持模式时，可以考虑图7中的S/H类型2和3 。如果输出放大器的噪声过大，则会在保持期间显示，并随所需信号一起数字化。如果此噪声很高，且转换器的线性度并不低于1/2LSB ，则某些代码会因噪声调制而出错。
MOSFET输入缓冲器输入电流极低，因而会用于一些S/H中。遗憾的是，这些缓冲器类型通常具有相对较高的输入电压噪声，这会限制某些应用的整体精度。 JFET的输入电流不会像MOSFET那么低，但其噪声电压明显更低。
S/H设计类型
如今有大量S/H设备可用。除了非常高的性能限制外，大部分都采用几大类设计拓扑。以下部分介绍这些设计拓扑，并针对每种拓扑展开简单讨论。了解不同的电路类型有助于针对给定应用选择合适的S/H 。