К1103СК2 — устройство выборки и хранения

Описание и применение

По своей функции К1103СК2 — это быстродействующее устройство выборки и хранения (УВХ) аналогового сигнала, то есть аналоговая «память» на один отсчёт. По команде на управляющем входе микросхема мгновенно захватывает текущее напряжение на входе (режим выборки, слежения) и затем удерживает это значение неизменным на выходе сколь угодно долго (режим хранения), пока не поступит новая команда. Структурно устройство состоит из входного операционного усилителя, быстрого аналогового ключа и выходного усилителя-буфера; само значение сигнала запоминается на конденсаторе хранения, который подключается снаружи к выделенному выводу. Такая архитектура позволяет «заморозить» быстро меняющийся сигнал ровно на то время, которое нужно последующему узлу для его обработки.

Ключевое достоинство этой микросхемы — именно скорость. К1103СК2 относится к семейству из трёх приборов (СК1, СК2, СК3), различающихся быстродействием, и занимает в нём среднюю по скорости, но уже весьма «шуструю» позицию: время установления по паспорту не превышает 75 нс, тогда как самое медленное исполнение серии (СК1) укладывается в 160 нс, а самое быстрое (СК3) — в 60 нс. Малое апертурное время (задержка и разброс момента фиксации сигнала) и полоса пропускания в единицы-десятки мегагерц делают её пригодной для оцифровки высокочастотных и импульсных сигналов, где обычные «медленные» УВХ уже не справляются. Приемлемая скорость спада запомненного напряжения обеспечивает точность удержания на интервале преобразования.

Основная область применения таких приборов — вход быстродействующих аналого-цифровых преобразователей и системы сбора данных: УВХ ставят перед АЦП, чтобы на время преобразования сигнал оставался стабильным и не «размазывался» из-за собственного движения. Помимо этого К1103СК2 применяли для временного уплотнения (мультиплексирования) нескольких аналоговых каналов, в качестве пикового детектора, точного аналогового ключа и элемента в измерительной и осциллографической аппаратуре, устройствах связи и приборах автоматики, где требуется точная фиксация мгновенных значений быстрых сигналов.

Прямым зарубежным прообразом и функциональным аналогом К1103СК2 выступает SHC600 фирмы Burr-Brown — сверхбыстрое гибридное УВХ, ориентированное на скоростные системы сбора данных. Появление отечественной серии 1103 отражает характерную для позднесоветской микроэлектроники стратегию: воспроизводить лучшие западные специализированные аналоговые ИС, чтобы обеспечить собственную измерительную и вычислительную технику быстрыми узлами оцифровки. Компактный 16-выводной металлокерамический корпус (тип 402.16-34) и малая масса (не более 2 г) выдают её «приборное» назначение — это не массовая ширпотребовская логика, а точный специализированный узел для аппаратуры, критичной к скорости и точности захвата сигнала.

Корпус К1103СК2

Функциональная схема

1 — вход схемы управления 1
2 — вход схемы управления 2
3 — напряжение питания +U_п
4 — вход
5, 7, 9, 11, 13, 14, 15, 16 — свободные
6, 8 — напряжение питания −U_п
10 — выход
12 — ёмкость хранения

Электрические параметры

1	Номинальное напряжение питания	± 9 В
2	Напряжение аналогового входа	−3...+3 В
3	Напряжение низкого уровня управляющего входа	−1,8...−1,5 В
4	Напряжение высокого уровня управляющего входа	−1...−0,8 В
5	Напряжение смещения нуля	не более 100 мВ
6	Напряжение смещения в режиме хранения — К1103СК2А — К1103СК2Б	не более 75 мВ не более 25 мВ
7	Ток потребления	не более 75 мА
8	Ток смещения аналогового входа	не более 100 мкА
9	Максимальный ток на аналоговом входе	30 мА
10	Коэффициент усиления напряжения	0,9...1
11	Нелинейность коэффициента усиления напряжения — К1103СК2А — К1103СК2Б	−72 дБ −80 дБ
12	Верхняя граничная частота — К1103СК2А — К1103СК2Б	не менее 20 МГц не менее 10 МГц
13	Гармонические искажения при f = 5 МГц — К1103СК2А — К1103СК2Б	−65 дБ −60 дБ
14	Скорость изменения входного напряжения — К1103СК2А — К1103СК2Б	не более 2 мВ/мкс не более 0,5 мВ/мкс
15	Апертурная задержка — К1103СК2А — К1103СК2Б	−2 нс −5 нс
16	Время установления до значения 2 мВ (при U_вх = 2 В, С_хр = 200 пФ) — К1103СК2А — К1103СК2Б	не более 75 нс 25 нс
17	Время выборки — до 0,1 %: К1103СК2А / К1103СК2Б — до 0,025 %: К1103СК2А / К1103СК2Б	не более 75 нс / 80 нс 200 нс / не более 150 нс
18	Входное сопротивление	200 кОм
19	Входная ёмкость	1,5 пФ

Предельно допустимые режимы эксплуатации

1	Напряжение питания	± 8,1...± 9,9 В
2	Входное напряжение	не более \|± 3\| В
3	Сопротивление нагрузки	не менее 50 Ом
4	Температура корпуса	−60...+85 °C
5	Температура кристалла	не более +150 °C

Зарубежные аналоги

SHC600

Литература

Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 7. / А. В. Нефедов. — М.: ИП РадиоСофт, 1998 г. — 640 с.: ил.

Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги: Справочник. Перельман Б. Л., Шевелев В. И. «НТЦ Микротех», 1998 г., 376 с. — ISBN 5-85823-006-7.