Dwukierunkowe bramki próbkowania
Bramki dwukierunkowe, w przeciwieństwie do bramek jednokierunkowych, transmitują sygnały zarówno o dodatniej, jak i ujemnej polaryzacji. Bramki te mogą być zbudowane przy użyciu tranzystorów lub diod. Z różnych typów obwodów przejdźmy przez obwód złożony z tranzystorów i drugi złożony z diod.
Dwukierunkowe bramki próbkowania wykorzystujące tranzystory
Podstawowa dwukierunkowa bramka próbkowania składa się z tranzystora i trzech rezystorów. Sygnał napięciowy V wyjście S , a napięcie wejściowe Tryb V C są stosowane przez rezystory sumujących do bazy tranzystora. Schemat obwodu podany poniżej przedstawia dwukierunkową bramkę próbkowania wykorzystującą tranzystor.
Zastosowane tu wejście sterujące V C to przebieg impulsu o dwóch poziomach V 1 i V 2 oraz szerokości impulsu t p . Ta szerokość impulsu decyduje o żądanym interwale transmisji. Sygnał bramkujący umożliwia przesłanie wejścia. Kiedy sygnał bramkujący jest na swoim niższym poziomie V 2 , tranzystor przechodzi do obszaru aktywnego. Tak więc, dopóki wejście bramkowania nie zostanie utrzymane na wyższym poziomie, sygnały o dowolnej polaryzacji, które pojawiają się u podstawy tranzystora, będą próbkowane i będą wyglądać na wzmocnione na wyjściu.
Dwukierunkowa bramka do pobierania próbek z czterema diodami
Dwukierunkowy obwód bramki próbkującej jest również wykonany przy użyciu diod. Dwukierunkowa bramka próbkująca z dwiema diodami jest podstawową w tym modelu. Ale ma kilka wad, takich jak
- Ma mały zysk
- Jest wrażliwy na nierównowagę napięcia sterującego
- V n (min) może być nadmierne
- Występuje wyciek pojemnościowy diody
Opracowano czterodiodową dwukierunkową bramkę próbkowania, ulepszając te funkcje. Obwód dwukierunkowej bramki próbkowania został ulepszony poprzez dodanie dwóch dodatkowych diod i dwóch symetrycznych napięć + v lub –v, aby utworzyć obwód czterodiodowej dwukierunkowej bramki próbkującej, jak pokazano na rysunku.
Napięcia sterujące V C i –V C odwracają polaryzację odpowiednio diod D 3 i D 4 . Napięcia + v i –v polaryzują odpowiednio diody D 1 i D 2 . Źródło sygnału jest sprzężone z obciążeniem poprzez rezystory R 2 i przewodzące diody D 1 i D 2 . Ponieważ diody D 3 i D 4 są spolaryzowane wstecz, są otwarte i odłączają sygnały sterujące od bramki. Zatem brak równowagi w sygnałach sterujących nie wpłynie na wyjście.
Gdy przyłożone napięcia sterujące wynoszą V ni –V n , to diody D 3 i D 4 przewodzą. Punkty P 2 i P 1 są zaciśnięte na tych napięciach, co powoduje, że diody D 1 i D 2 są spolaryzowane. Teraz wynik wynosi zero.
Podczas nadawania diody D 3 i D 4 są wyłączone. Wzmocnienie A obwodu podaje
$$ A = \ frac {R_C} {R_C + R_2} \ times \ frac {R_L} {R_L + (R_s / 2)} $$
Stąd wybór zastosowania napięć sterujących włącza lub wyłącza transmisję. Sygnały o obu polaryzacjach są przesyłane w zależności od wejść bramkujących.
Zastosowania bramek do pobierania próbek
Istnieje wiele zastosowań obwodów bramek próbkujących. Najpopularniejsze z nich są następujące -
- Zakresy próbkowania
- Multiplexers
- Próbkuj i utrzymuj obwody
- Przetworniki cyfrowo-analogowe
- Chopped Stabilizer Amplifiers
Wśród zastosowań obwodów bramek próbkujących dominuje obwód zakresu próbkowania. Spróbujmy mieć pojęcie na schemacie blokowym zakresu próbkowania.
Zakres próbkowania
W zakresie próbkowania wyświetlacz składa się z sekwencji próbek przebiegu wejściowego. Każda z tych próbek jest pobierana w czasie z progresywnym opóźnieniem względem pewnego punktu odniesienia w przebiegu. Jest to zasada działania zakresu próbkowania, która jest pokazana poniżej na schemacie blokowym.
Plik ramp generator i stair case generatorgeneruje przebiegi zgodnie z zastosowanymi wejściami wyzwalającymi. Plikcomparator porównuje oba te sygnały i generuje sygnał wyjściowy, który jest następnie podawany do obwodu bramki próbkującej jako sygnał sterujący.
Tak jak i kiedy wejście sterujące jest wysokie, wejście na sampling gate jest dostarczany na wyjście i ilekroć wejście sterujące jest niskie, wejście nie jest przesyłane.
Podczas pobierania próbek są wybierane w momentach czasowych, które są stopniowo opóźniane o równe przyrosty. Próbki składają się z impulsu, którego czas trwania jest równy czasowi trwania sterowania bramką próbkującą i którego amplituda jest określona przez wielkość sygnału wejściowego w czasie próbkowania. Wytworzona szerokość impulsu będzie mała.
Podobnie jak w przypadku modulacji impulsowej, sygnał musi być próbkowany i utrzymywany. Ale ponieważ szerokość impulsu jest mała, jest wzmacniana przez obwód wzmacniaczastretch a następnie podawany do obwodu kombinacji dioda-kondensator tak, aby holdsygnał, aby wypełnić interwał następnej próbki. Wyjście tego obwodu jest przekazywane dovertical deflection plates a wyjście obwodu przemiatania jest podane do horizontal deflection plates zakresu próbkowania, aby wyświetlić przebieg wyjściowy.