Двунаправленные ворота отбора проб
Двунаправленные вентили, в отличие от однонаправленных, передают сигналы как положительной, так и отрицательной полярности. Эти вентили могут быть построены с использованием транзисторов или диодов. Рассмотрим схему из разных типов схем, состоящую из транзисторов, и другую, состоящую из диодов.
Двунаправленные вентили дискретизации с использованием транзисторов
Базовый двунаправленный вентиль выборки состоит из транзистора и трех резисторов. Напряжение входного сигнала V S и управляющее входное напряжение V C подаются через суммирующие резисторы на базу транзистора. На приведенной ниже принципиальной схеме показан затвор двунаправленной выборки с использованием транзистора.
Применяемый здесь управляющий вход V C представляет собой форму импульса с двумя уровнями V 1 и V 2 и шириной импульса t p . Эта ширина импульса определяет желаемый интервал передачи. Стробирующий сигнал позволяет передавать входной сигнал. Когда сигнал стробирования находится на нижнем уровне V 2 , транзистор переходит в активную область. Таким образом, до тех пор, пока вход стробирования не будет поддерживаться на верхнем уровне, сигналы любой полярности, которые появляются на базе транзистора, будут дискретизированы и усилены на выходе.
Двунаправленный стробоскоп с четырьмя диодами
Схема двунаправленного стробирующего затвора также выполнена на диодах. Двухдиодный двунаправленный стробоскопический вентиль является основным в этой модели. Но у него есть несколько недостатков, таких как
- Имеет низкий коэффициент усиления
- Чувствителен к дисбалансу управляющего напряжения.
- V n (min) может быть чрезмерным
- Утечка емкости диода присутствует
Был разработан четырехдиодный двунаправленный стробоскопический вентиль, улучшающий эти характеристики. Схема двунаправленного затвора дискретизации была улучшена добавлением еще двух диодов и двух симметричных напряжений + v или –v, чтобы сделать схему затвора двунаправленной дискретизации с четырьмя диодами, как показано на рисунке.
Управляющие напряжения V C и –V C вызывают обратное смещение диодов D 3 и D 4 соответственно. Напряжения + v и –v смещают в прямом направлении диоды D 1 и D 2 соответственно. Источник сигнала подключен к нагрузке через резисторы R 2 и проводящие диоды D 1 и D 2 . Поскольку диоды D 3 и D 4 смещены в обратном направлении, они открыты и отключают управляющие сигналы от затвора. Таким образом, разбаланс управляющих сигналов не повлияет на выходной сигнал.
Когда прикладываются управляющие напряжения V n и –V n , диоды D 3 и D 4 проводят ток. Точки P 2 и P 1 фиксируются на этих напряжениях, что приводит к обратному смещению диодов D 1 и D 2 . Теперь выход равен нулю.
Во время передачи диоды D 3 и D 4 выключены. Коэффициент усиления схемы определяется выражением
$$ A = \ frac {R_C} {R_C + R_2} \ times \ frac {R_L} {R_L + (R_s / 2)} $$
Следовательно, выбор приложения управляющих напряжений включает или отключает передачу. Сигналы любой полярности передаются в зависимости от стробирующих входов.
Применение ворот для отбора проб
Есть много применений схем дискретизации затвора. Самые распространенные из них следующие -
- Объемы отбора проб
- Multiplexers
- Цепи выборки и хранения
- Цифро-аналоговые преобразователи
- Усилители рубленого стабилизатора
Среди применений схем затвора выборки преобладает схема осциллографа выборки. Попробуем составить представление о блок-схеме пробоотборника.
Объем выборки
В области выборки дисплей состоит из последовательности выборок входного сигнала. Каждая из этих выборок берется во время с постепенной задержкой относительно некоторой контрольной точки в форме волны. Это принцип работы объема выборки, который показан ниже на блок-схеме.
В ramp generator и stair case generatorгенерирует сигналы в соответствии с применяемыми входами триггера. Вcomparator сравнивает оба этих сигнала и генерирует выходной сигнал, который затем передается в схему стробирующего элемента в качестве управляющего сигнала.
Когда вход управления высокий, вход на sampling gate доставляется на выход, и всякий раз, когда на управляющем входе низкий уровень, вход не передается.
При отборе образцов они выбираются в моменты времени, которые постепенно задерживаются с равными приращениями. Выборки состоят из импульса, длительность которого равна длительности управления стробом выборки, а амплитуда определяется величиной входного сигнала во время выборки. В этом случае ширина импульса будет низкой.
Как и в случае с импульсной модуляцией, сигнал должен быть дискретизирован и сохранен. Но поскольку ширина импульса мала, он усиливается схемой усилителя, чтобыstretch а затем передается в схему комбинации диод-конденсатор, чтобы holdсигнал, чтобы заполнить интервал следующей выборки. Выход этой схемы отдан наvertical deflection plates а выход схемы развертки подается на horizontal deflection plates диапазона выборки для отображения формы выходного сигнала.