原标题：巧用采样和保持电路，确保ADC精度

采样和保持（S&H）或跟踪和保持（T&H）电路在模数转换器（ADC）的精度保证中扮演着重要角色。以下是对如何巧用这些电路来确保ADC精度的详细解释：

一、S&H/T&H电路的工作原理

1. 功能描述

• 采样和保持（S&H）或跟踪和保持（T&H）电路位于输入抗混叠低通滤波器和ADC之间，它们的主要功能是在ADC进行模数转换的过程中，使输入电压保持恒定，从而最小化电压偏差。

2. 电路组成

• S&H/T&H电路通常由快速开关、储能电容器以及可能的运算放大器组成。开关用于在采样和保持模式之间切换，电容器则用于存储采样到的电压值，而运算放大器可能用于缓冲和放大信号。

3. 工作模式

• 跟踪模式：在此模式下，电路跟踪输入信号的变化。对于S&H电路，跟踪时间相对较短；而对于T&H电路，跟踪时间则较长。

• 保持模式：一旦接收到采样信号，电路切换到保持模式，此时电容器保持采样到的电压值不变，直到ADC完成转换。

二、S&H/T&H电路在ADC精度保证中的作用

1. 消除幅度偏差

• 当非直流信号施加到ADC的输入时，其幅度会不断变化。而ADC的转换过程需要一定的时间间隔，在这段时间内，输入信号的幅度可能会发生变化，导致幅度偏差。S&H/T&H电路通过在转换过程中保持输入电压恒定，从而消除了这种幅度偏差。

2. 提高采样精度

• 通过使用高质量的电容器和快速开关，S&H/T&H电路能够实现快速且准确的采样。此外，一些先进的S&H IC还采用了bi-FET技术等技术来提高直流精度和降低电压降，从而进一步提高采样精度。

3. 减少噪声和干扰

• S&H/T&H电路还可以在一定程度上减少噪声和干扰对ADC精度的影响。通过在采样前对信号进行频带限制（使用抗混叠低通滤波器），并在采样过程中保持电压恒定，可以降低噪声和干扰对转换结果的影响。

三、如何选择合适的S&H/T&H电路

1. 考虑应用需求

• 根据具体的应用需求选择合适的S&H/T&H电路。例如，对于需要差分输入的应用，可以选择具有差分采样功能的S&H IC。

2. 关注性能指标

• 在选择S&H/T&H电路时，需要关注其性能指标，如采样时间、建立时间、孔径时间、幅度下降等。这些指标将直接影响ADC的采样精度和转换速度。

3. 考虑电路配置和封装

• 根据电路设计的复杂性和空间限制，选择合适的电路配置和封装形式。例如，一些S&H IC提供了多个通道，可以在单个IC封装中容纳多个S&H电路，从而简化电路设计并提高集成度。

四、实际应用案例

1. 光学线路传输应用

• 在光学线路传输应用中，S&H电路可以用于猝发模式接收信号强度指标（RSSI）测量。通过差分采样和保持输入信号，可以准确地测量信号的强度并降低噪声干扰。

2. 数据转换器应用

• 许多ADC在其集成封装中都集成了S&H或T&H电路。例如，Texas Instruments的ADC121S021CIMFX就是一个具有内置T&H的12位逐次逼近寄存器（SAR）ADC。这种集成化的设计简化了电路设计并提高了性能。

综上所述，通过巧妙地使用采样和保持（S&H）或跟踪和保持（T&H）电路，可以有效地确保ADC的精度。在选择和使用这些电路时，需要充分考虑应用需求、性能指标以及电路配置和封装等因素。