ADCサンプリング時間の目的は何ですか？

ADCサンプリング時間の使用法を理解しようとしていますか？

私が持っているADCは、100nsec / 500nsecと1uSecのプログラム可能なサンプリング時間を持っています。サンプリング時間が長い主な使用例は何ですか？すべての信号に100nsecを使用しないのはなぜですか？

[また、サンプリング時間は別の名前で呼ばれることもあります。変換直前の回路のサンプル時間とホールド時間に興味があります]

追加の質問：サンプリング時間中に信号の振幅が変化するとどうなりますか？落ちているのか、上がっているのか？ADCは信号の最後の位置をとりますか、それとも何らかの平均化を生成しますか？平均化する場合、これの基礎は何ですか、それはどのように機能しますか？

ADCの特性：

コンデンサ：最小4pF、最大：tbd

スイッチ抵抗：1.5K min、6k max

サンプリング時間：100nsec、500nsec（長いオプションはありますが無関係です）

多くのADC入力回路は、予測できない充電状態のコンデンサを、サンプリングしようとしている入力に接続します。入力が非常に低インピーダンスのソースであり、「ぶつかる」ことがない場合、これは問題を引き起こしません。その容量は、入力の電圧とすばやく一致します。入力が中程度のインピーダンスソースであるが静電容量が非常に小さい場合、その静電容量を接続すると入力の電圧が乱れる可能性がありますが、入力の電圧は比較的迅速に正しい値に戻ります。入力が高または中程度のインピーダンスソースであり、それ自体の容量が非常に大きい場合（たとえば、12ビットADCの場合、ADCのサンプリング容量を数千倍超える）、および読み取りが頻繁に行われることはありません。大きなコンデンサは、低インピーダンスソースと見なされない可能性があります。

ADCが入力容量を接続してから読み取りを行うまでの間に十分に待機する場合、入力容量の切り替えによって引き起こされる妨害はおそらく解決します。一方、このような整定時間は必要ないが、迅速な読み取りが必要となる状況もあります。取得時間をプログラム可能にすると、両方のタイプの状況に対応できます。

私は、サンプリングコンデンサを備えたADC（たとえば、最も一般的なタイプである逐次比較ADC）について話していると思います。

マルチプレクサが内蔵されたADCの場合、ADCのサンプリングコンデンサの電圧を前のチャネルから切り替えた後に整定できるため、サンプリング時間は非常に重要です。（この問題の詳細については、私が書いたブログエントリを参照してください。）

ADCが単一チャネルの場合、ADCのサンプリングコンデンサの電圧は、信号が入力に再接続されたときにその信号に追いつく必要があるため、信号を1つだけサンプリングしている場合でも、サンプリング時間は重要です。 、以前の電圧から新しい電圧に充電されます。遅い帯域幅の入力信号がある場合、これはそれほど大きな問題ではありませんが、比較的速く変化する入力信号がある場合、十分なサンプリング時間を可能にすることによって、サンプリングコンデンサがそれに追いつくことを確認する必要があります。

単一信号ADCのより詳細な例：

信号周波数をサンプリング周波数と比較します。100kHzのサンプリング周波数による10kHzの正弦波だとしましょう。これは、サンプル間の36度の位相シフトです。最悪の場合は、信号がゼロを通過するときです（日の長さが、至点ではなく分点で最も速く変化するのと同じです）。sin（+18度）-sin（-18度）= 0.618。したがって、1Vの振幅の正弦波（たとえば、-1Vから+ 1V、またはオフセットの場合は0から2V）がある場合、サンプル間の差は0.618Vにもなることがあります。

入力ピンとADCサンプリングコンデンサの間にゼロ以外の抵抗があります-少なくとも、それはサンプリングスイッチの抵抗ですが、外部抵抗があればそれも含めることができます。そのため、ほとんどの場合、サンプリングADCの入力に少なくとも一部のローカルストレージコンデンサを配置する必要があります。そのRC時定数を計算し、サンプリング時間と比較して、サンプリングコンデンサを入力電圧に再接続した後の過渡電圧の減衰を調べます。サンプリング時間が500nsecで、問題のRC時定数が125nsecであるとします。つまり、サンプリング時間は4つの時定数です。0.618V * e ^（-T / tau）= 0.618V * e ^（-4）= 11mV-> ADCサンプリングコンデンサの電圧は、最終値から11mVオフのままです。この場合、サンプリング時間が短すぎると思います。一般に、ADCのビット数を調べて、8または10または12の時定数のようなものを待つ必要があります。過渡電圧をADCの1/2 LSB未満まで減衰させる必要があります。

それが役に立てば幸い...