Amostragem e Retenção (ART4113)

Os circuitos de amostragem e retenção são parte básica dos conversores A/D e em todas as aplicações em que se deseja a coleta de dados para processamento num circuito digital. Também denominados “Sample and Holding” da terminologia original em inglês, eles são ponto crítico em muitos projetos. Veja neste artigo como eles funcionam.

Quando vamos medir a tensão num circuito usando um processador ou outro circuito digital, não podemos aplicar simplesmente esta tensão ao circuito para que ele faça sua leitura.

Esta tensão que pode também vir de sensores ou outros tipos de recursos pode variar afetando a leitura.

O procedimento correto consiste em se escolher um instante em que essa tensão deve ser lida (ou outra grandeza) e armazenar seu valor de modo que o circuito possa processar esse valor com segurança, sem estar sujeito a eventuais variações que ela sofra, conforme mostra a figura 1.

 

Amostragem e Retenção
Amostragem e Retenção

 

 

Neste ponto deve-se ter em conta que a grandeza que será medida é analógica o que significa que devemos armazenar um valor analógico, uma tensão, por exemplo.

Uma maneira de se fazer isso é através de um circuito de amostragem e retenção.

Neste circuito o que se faz é tomar o valor da grandeza analógica que será medida e armazená-lo num capacitor, conforme mostra a figura 2.

 

Amostragem e Retenção
Amostragem e Retenção

 

 

Temos então um circuito de chaveamento que por um instante conecta este capacitor ao circuito no qual se deseja medir a tensão, e depois desliga devendo a tensão ficar armazenada no capacitor.

Temos aqui um primeiro ponto crítico do circuito: o capacitor deve ser de boa qualidade, sem apresentar fugas, pois tão logo o circuito de chaveamento desconecta a fonte de tensão, o capacitor começa a descarregar, afetando assim a tensão que será medida, conforme mostra a figura 3.

 

Amostragem e Retenção
Amostragem e Retenção

 

 

Temos duas possibilidades para evitar os problemas que isso pode trazer à precisão da medida: usar um capacitor de excelente qualidade ou então fazer a leitura da tensão num tempo muito curto, não dando tempo para que a tensão entre seus terminais seja alterada de modo significativo.

Assim, num ciclo seguinte podemos conectar o circuito que faz a leitura da tensão em segurança, não estando sujeito a eventuais variações dos valores.

Na figura 4 mostramos então a conexão do capacitor que contém uma tensão que corresponde ao valor analógico da grandeza que deve ser lida, ao circuito que faz a conversão para a forma digital.

 

Amostragem e Retenção
Amostragem e Retenção

 

 

A velocidade com que as amostragem são feitas e depois o valor é lido dependerá do circuito digital.

Os circuitos dos conversores analógicos para digital (A/D) possuem uma limitação de velocidade de leitura. É essa característica que determina a taxa de leitura do circuito.

Enfim, ao trabalhar com circuitos de conversão de grandezas analógicas para digitais, tendo de empregar circuitos de amostragem e retenção, tenha em mente suas características.

 

 

 

 


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