Схема двухкаскадного УВХ на примере 1100ск2

Рис. 41 Схема простейшего УВХ

В режиме выборки разница между входным и выходным напряжением УВХ определяется степенью неидеальности ключа и отличием от 0 входного сопротивления R_ВХ. В режиме хранения напряжение на запоминающем конденсаторе C_ХР изменяется из-за протекания тока утечки ключа, тока утечки конденсатора и тока через выходные цепи УВХ (через нагрузку).

В зависимости от условий эксплуатации УВХ минимальный ток разряда конденсатора может быть получен при использовании МДП-транзистора, либо полевого транзистора с управляемым переходом. Ток утечки полевых транзисторов с управляемым переходом существенно возрастает при высокой температуре. Хотя у МДП-транзистора меньше чувствительность тока утечки к изменению температуры, однако величина этого тока больше, чем у полевого транзистора. Последнее объясняется наличием тока утечки между каналом и подложкой. Эти составляющие тока утечки протекают в цепь истока или затвора или в обе цепи в зависимости от напряжения смещения на электродах. Кроме того, МДП-транзисторы имеют значительный ток утечки между истоком и стоком. Обе составляющие тока утечки МДП-транзистора минимальны, если разность напряжений на его электродах близка к нулю. Поэтому некоторые схемы УВХ строят таким образом, чтобы в режиме хранения обеспечить разность потенциалов на ключе близкую к нулю.

Кроме того, из-за наличия емкости С_ЗИ или С_ЗС при переходе из режима выборки в режим хранения дополнительную энергию получает С_ХР. Увеличение напряжения на конденсаторе носит название коммутационной ошибки. Коммутационная ошибка обратнопропорциональна емкости конденсатора хранения. Т.е. при уменьшении емкости хранения коммутационная ошибка увеличивается. Причем коммутационная ошибка не может быть скомпенсирована ни регулировкой напряжения смещения ОУ, ни подачей на конденсатор компенсирующего напряжения. Это обусловлено тем, что емкости С_ЗС и С_ЗИ зависят от уровня входного сигнала. Для компенсации коммутационной ошибки, нужно использовать схемы в которых напряжения затвор-исток застабилизировано. Тогда коммутационная ошибка будет постоянна и её можно скомпенсировать, например, регулировкой напряжения смещения ОУ.

Также при переходе из режима выборки в режим хранения неидеальность конденсатора приводит к появлению погрешности, связанной с диэлектрической поляризацией.

Как правило, быстродействие и точность УВХ имеют противоположный характер зависимости от емкости запоминающего конденсатора. С одной стороны, конденсатор с меньшей емкостью можно быстрее зарядить, а с другой - конденсатор с большей емкостью более точно и более долго хранит напряжение. В каждой из известных схем УВХ достигнут определенный компромисс между точностью и быстродействием, отражающий степень совершенства самой структуры УВХ и правильности выбора параметров и режимов работы его элементов. Для определения наилучшей (при выдвинутых требованиях и реальных ограничениях) структуры необходимо знать предельные возможности каждой, что требует установления оптимальных параметров ее элементов.