Porte d'échantillonnage unidirectionnelle

Après avoir traversé le concept des portes d'échantillonnage, essayons maintenant de comprendre les types de portes d'échantillonnage. Les portes d'échantillonnage unidirectionnelles peuvent passer des impulsions positives ou négatives à travers elles. Ils sont construits à l'aide de diodes.

Un circuit de porte d'échantillonnage unidirectionnel est constitué d'un condensateur C, une diode D et de deux résistances R 1 et R L . L'entrée de signal est donnée au condensateur et l'entrée de commande est donnée à la résistance R 1 . La sortie est prise à travers la résistance de charge R L . Le circuit est comme indiqué ci-dessous.

Selon le fonctionnement d'une diode, il ne conduit que lorsque l'anode de la diode est plus positive que la cathode de la diode. Si la diode a un signal positif à son entrée, elle conduit. La période de temps pendant laquelle le signal de porte est activé est la période de transmission. C'est donc pendant cette période que le signal d'entrée est transmis. Sinon, la transmission n'est pas possible.

La figure suivante montre les périodes de temps du signal d'entrée et du signal de porte.

Le signal d'entrée est transmis uniquement pendant la période de temps pendant laquelle la porte est activée comme indiqué sur la figure.

Du circuit que nous avons,

L'anode de la diode est appliquée avec les deux signaux (V S et V C ). Si la tension à l'anode est indiquée par V P et la tension à la cathode est indiquée par V N, alors la tension de sortie est obtenue comme

$$ V_o = V_P = (V_S + V_C)> V_N $$

Ainsi, la diode est en condition polarisée en direct.

$$ V_O = V_S + V_1> V_N $$

ensuite

$$ V_O = V_S $$

Lorsque V 1 = 0,

ensuite

$$ V_O = V_S + V_1 \: Ce qui \: signifie \: V_O = V_S $$

Valeur idéale de V 1 = 0.

Ainsi, si V 1 = 0, tout le signal d'entrée apparaît en sortie. Si la valeur de V 1 est négative, alors une partie de l'entrée est perdue et si V 1 est positive, un signal supplémentaire avec l'entrée apparaît à la sortie.

Tout cela se produit pendant la période de transmission.

Pendant la période de non-transmission,

$$ V_O = 0 $$

Comme la diode est en état de polarisation inverse

Lorsque la tension sur l'anode est inférieure à la tension sur la cathode,

$$ V_S + V_C <0 \: Volts $$

Pendant la période de non-transmission,

$$ V_C = V_2 $$

$$ V_S + V_2 <0 $$

L'amplitude de V 2 doit être très élevée que V s .

$$ | V_2 | ≫ V_S $$

Parce que pour que la diode soit en polarisation inverse, la somme des tensions V S et V C doit être négative. V C (qui est V 2 maintenant) doit être aussi négatif que possible de sorte que bien que V S soit positif, la somme des deux tensions devrait donner un résultat négatif.

Cas spéciaux

Voyons maintenant quelques cas pour différentes valeurs de tensions d'entrée où la tension de commande est d'une valeur négative.

Cas 1

Prenons un exemple où V S = 10V et V C = -10v (V 1 ) à -20v (V 2 )

Maintenant, lorsque ces deux signaux sont appliqués (V S et V C ), la tension à l'anode sera

$$ V_P = V_S + V_C $$

Comme il est sur la période de transmission, que V 1 est considéré comme V C .

$$ V_O = (10V) + (-10V) = 0V $$

Par conséquent, la sortie sera un zéro, bien qu'une certaine quantité de tension d'entrée soit appliquée. La figure suivante explique ce point.

Cas 2

Prenons un exemple où V S = 10V et V C = -5v (V 1 ) à -20v (V 2 )

Maintenant, lorsque ces deux signaux sont appliqués (V S et V C ), la tension à l'anode sera

$$ V_P = V_S + V_C $$

Comme il est sur la période de transmission, que V 1 est considéré comme V C .

$$ V_O = (10V) + (-5V) = 5V $$

La sortie sera donc de 5 V. La figure suivante explique ce point.

Cas 3

Prenons un exemple où V S = 10V et V C = 0v (V 1 ) à -20v (V 2 )

Maintenant, lorsque ces deux signaux sont appliqués (V S et V C ), la tension à l'anode sera

$$ V_P = V_S + V_C $$

Comme il est sur la période de transmission, que V 1 est considéré comme V C .

$$ V_O = (10V) + (0V) = 10V $$

La sortie sera donc de 10 V. La figure suivante explique ce point.

Cas 4

Prenons un exemple où V S = 10V et V C = 5v (V 1 ) à -20v (V 2 )

Maintenant, lorsque ces deux signaux sont appliqués (V S et V C ), la tension à l'anode sera

$$ V_P = V_S + V_C $$

Comme il est sur la période de transmission, que V 1 est considéré comme V C .

$$ V_O = (10V) + (5V) = 15V $$

Par conséquent, la sortie sera un 15 V.

La tension de sortie est affectée par la tension de commande appliquée. Cette tension s'ajoute à l'entrée pour produire la sortie. Par conséquent, cela affecte la sortie.

La figure suivante montre la superposition des deux signaux.

Nous pouvons observer que pendant le temps où seule la tension de grille est appliquée, la sortie sera de 5v. Lorsque les deux signaux sont appliqués, V P apparaît comme V O . Pendant la période de non-transmission, la sortie est 0v.

Comme il est observé à partir de la figure ci-dessus, la différence des signaux de sortie pendant la période de transmission et la période de non-transmission, bien que (avec V S = 0) le signal d'entrée ne soit pas appliqué, est appeléePedestal. Ce piédestal peut être positif ou négatif. Dans cet exemple, nous obtenons un piédestal positif dans la sortie.

Effet de RC sur la tension de commande

Si le signal d'entrée est appliqué avant que la tension de commande n'atteigne l'état stable, il se produit une certaine distorsion dans la sortie.

Nous n'obtenons la sortie correcte que lorsque le signal d'entrée est donné lorsque le signal de commande est 0v. Ce 0v est la valeur stable. Si le signal d'entrée est donné avant cela, une distorsion se produit.

La lente montée de la tension de commande en A est due à la présence du circuit RC. La constante de temps qui est le résultat de RC affecte la forme de cette forme d'onde.

Avantages et inconvénients des portes d'échantillonnage unidirectionnelles

Voyons les avantages et les inconvénients de la porte d'échantillonnage unidirectionnelle.

Avantages

  • Le circuit est simple.

  • Le délai entre l'entrée et la sortie est trop faible.

  • Il peut être étendu à un plus grand nombre d'entrées.

  • Aucun courant n'est tiré pendant la période de non-transmission. Par conséquent, en condition de repos, aucune dissipation de puissance n'est présente.

Désavantages

  • Il y a une interaction entre les signaux de commande et d'entrée (V C et V S )

  • Lorsque le nombre d'entrées augmente, la charge sur l'entrée de commande augmente.

  • La sortie est sensible à la tension d'entrée de commande V 1 (niveau supérieur de V C )

  • Une seule entrée doit être appliquée à un instant donné.

  • En raison du temps de montée lent du signal de commande, la sortie peut être déformée si le signal d'entrée est appliqué avant d'atteindre l'état d'équilibre.