Consta de una entrada y una salida y dispone de una entrada de control, S/H. Si S/H=1, el circuito se encuentra en muestreo, si S/H=0, entonces se encuentra en retencin.Cuando se encuentra en muestreo, la seal de salida sigue a la seal de entrada, si se encuentra en retencin, la salida se mantiene igual al valor de la salida que tuviera al momento de cambiar de muestreo a retencin.Forma esquematica

Se puede decir que es una memoria analgica. En MUESTREO estmemorizando la seal de entrada, y en RETENCION la recuerda y la mantiene en el tiempo.

Su finalidad es mantener constante la seal que se quiere convertir con un convertidor A/D. Por tanto, en sistemas de adquisicin de datos se colocara justo delante del convertidor A/D.

Aveces la tecnologa del convertidor no requiere del SAMPLE/HOLD, por contar con tecnologa de integracin, cuya salida es un promedio del valor de la seal de entrada durante ese intervalo de tiempo.

No siempre se coloca un SAMPLE/HOLD delante del convertidor. Depende del tiempo de conversin del convertidor y del tipo de seal, ya que existen seales rpidas (seales acsticas) y seales lentas en el tiempo (temperatura).

Por ejemplo, queremos saber el valor de varias seales en el mismo instante de tiempo, (por ejemplo, medidas en un terremoto), aunque despus necesitemos ms de tiempo en procesarlas. La configuracion es la siguiente:

Su estructura interna esta formada por un condensador, que almacena el voltaje existente y un interruptor.Su funcionamiento sera:Se cierra el interruptor (muestreo). Tenemos una resistencia RON muy pequea, pero no cero, en lugar del interruptor, con lo cual la tensin en losextremos del condensador es prcticamente Vi.

2. Se abre el interruptor (retencin) y a la salida tendremos el voltaje suministrado por elcondensador.

El tipo de condensador es importante si el proceso de muestreo es rpido, ya que la rapidez de carga del condensador depender de su constante de tiempo

t =RON x CH

Por tanto si t debe ser pequea ==> CH tambin (10-30 pF para alta velocidad).

Los condensadores electrolticos no son utilizados en estos circuitos debido a que suelen tener capacidades altas.

Pero, los condensadores de policarbonato, tefln o poliester, son recomendables debido a las bajas prdidas que tienen.

El seguidor de voltaje a la salida hace que nuestro circuito tenga alta impedancia a la salida, asi evitamos que al conectarse a otro circuito, con impedancia de entrada Z, elcondensador se descargue.

A la entrada para conseguir que la impedancia de la fuente de entrada sea cero y as que la constante de tiempo slo dependa de RON y CHHaremos unos retoques, hay que aadirle, tanto a la entrada como a la salida, un seguidor de voltaje.

Este muestreo&retencion tiene la desventaja de que la velocidad de carga delcondensador disminuye exponencialmente segn este se va cargando. Para aumentar esta velocidad de carga hay que pensar en algn procedimiento para que la velocidad permanezca constante.

Otro inconveniente es que al no ser realimentado el circuito, cualquier error que se produzca se acumula y aparece en salida. Por ejemplo el voltaje de offset. En cambio, con circuitos realimentados, este problema no ocurre.

Cuando el interruptor esta cerrado (modo muestreo), Vo= Vi ya que V+=V-=Vi. Funciona correctamente.

Pero cuando abrimos el interruptor (modo retension) el 1er amplificador queda en lazo abierto y tendr una saturacin positiva o negativa dependiendo del valor de Vi. Si la alimentacin de polarizacin del amplificador esta en 15 V en salida tendremos unos 12 V ya que en saturacin un amplificador presenta unos 2 o 3 V menos en salida independientemente de lo que tenga en entrada. Si por ejemplo esta es de 0.5 V, se tiene que en modo muestreo, la salida es 0.5 V. Si en ese momento se abre el interruptor y se pone en modo retension, la Vo se dispara a 12 V. Si se pasa de nuevo a modo muestreo cerrando el interruptor, la entrada est en torno a 0.5 V pero la Vo esta a 12 V y tiene que evolucionar hasta los 0.5 V.Esto toma un tiempo muy largo hasta que el amplificador se estabilice. Esto no significa mal funcionamiento pero s tiempos muy largos.

Un modo de arreglar esto es poner tres interruptores. En modo de muestreo los interruptores estn configurados para que quede el mismo circuito que antes. LA RON del SW3 no influye ya que va conectada al terminal inversor del OP1 y a SW2 que est abierto por lo que en ningn caso hay circulacin de corriente.

En modo de retension SW2 Cerrado para que haya realimentacin en OP1 y sea unseguidor de voltaje. SW3 Abierto para aislar la salida de la entrada.

Los tres interruptores pueden ser controlados por la misma seal M/R que en el caso de SW2 llevar un inversor.

Hasta ahora hemos visto el MUESTREO/RETENCION como un circuito ideal.

Para ver cunto se aleja el circuito real de su comportamiento ideal, los fabricantes definen una serie de parmetros que nos dan una idea de esa desviacin.

Primero veremos los principales problemas que presenta un MUESTREO/RETENCION real:

Los interruptores,condensadores, etc., requieren de un tiempo para llevar a cabo su tarea. Para ello, nos deben indicar cules son los tiempos reales de funcionamiento del SAMPLE/HOLD en muestreo, retencin y la precisin de carga del condensador.

Conocer la magnitud de los errores en la salida y a qu son debidos. En el muestreo conocer la precisin del tiempo demuestreo y en retencin conocer cmo vara, en el tiempo, la salida por la descarga del condensador y cmo a travs de capacidades parsitas aparecen variaciones puntuales en la salida que siguen a la seal de entrada.

Veremos algunos de los parmetros caractersticos facilitados por los fabricantes:

MUESTREO:

Vemos el valor de la entrada, que vara en el tiempo; su salida, que al principio es constante, por estar en RETENCION y cmo al pasar de retencin a muestreo, la seal de salida evoluciona hacia el valor actual de la seal de entrada.

1 se ve que la respuesta, al pasar a muestreo, no es instantnea.

2 tenemos un cierto tiempo que toma en alcanzar el valor actual

3 se observa cmo el valor no se estabiliza al instante sino que necesita un cierto tiempo para ello.

Tiempo de adquisicin tADQ:

Es el tiempo que transcurre desde que pasa de retencin a muestreo, hastaque la salida alcanza a la entrada dentro de un margen de error establecido. Este tiempo ser mayor cuanto mayor sea la precisin requerida. Para el MUESTREO/RETENCION SHC76 de Burr-Brown los tiempos de adquisicin son:

Para 0,01% y 20 V tADQ= 3 sPara 0,003% y 20 V tADQ= 6 s

En donde los 20 V representa la mxima variacin posible que permite elcircuito. Una vez aplicada la seal de control, la seal de salida tarda un tiempo en comenzar a responder (1) y despus otro en llegar a valer lo mismo que la entrada (2). Pero una vez que alcanza el valor de entrada, la inercia hace que se pase y que durante un tiempo (3) est oscilando hasta alcanzar definitivamente de forma estacionaria a la seal de entrada a la que sigue. Algunos fabricantes llaman tADQ al tiempo 1+2 ,otros a la suma de 1+2+3. Para saber a qu nos referimos hay que mirar la explicacin del fabricante. en el caso del SHC76 se refiere a la suma de lostres tiempos.

En caso de que slo se refiera a los dos primeros, al tercero se le da el nombre de tiempo de establecimiento o asentamiento en el modo de muestreo.

RETENSION:

Se tienen varias fuentes de error. Las tres principales son:

El tiempo que pasa desde que el interruptor analgico le damos la orden de abrirse hasta que lo hace.

2. Las variaciones que aparecen en la salida debido a las variaciones que se producen en la entrada aunque el interruptor est abierto.

3. La prdida de voltaje en el condensador a medida que pasa el tiempo y que hace que el voltaje en la salida se vaya perdiendo.

Vamos a estudiar el significado y el rango de valores de cada uno de estos errores.

1. Se llama tiempo de apertura tA al tiempo que transcurre desde que pasa de modo muestreo a modo retencin hasta que la seal de salida deja de seguir a la entrada.

Se mide desde el 50% del cambio de la seal de control hasta el instante en que lasalida deja de seguir a la entrada.Para el SHC76 este tiempo de apertura es de 30 ns lo que demuestra que hay un dominancia clara del tiempo de adquisicin sobre el tiempo de apertura.En resumen vemos que el circuito tiene utilidad para adquirir la seal de entrada y permitir que se haga la conversin mediante el A / D.

Tiene una entrada y una salida y una seal de controlque pasa de modo muestreo a modo retencin.

De todos los parmetros debidos a fuentes de error, slo hay que tener en cuenta siempre el tiempo de adquisicin y de apertura.

Los dems parmetros habr que considerarlos o no dependiendo dela aplicacin.