Однонаправленный пробоотборный вентиль
Пройдя через концепцию вентилей выборки, давайте теперь попробуем понять типы вентилей выборки. Однонаправленные вентили отбора проб могут пропускать через них как положительные, так и отрицательные импульсы. Они построены с использованием диодов.
Однонаправленный вентильная схема выборки состоит из конденсатора С, диод D и два резистора R 1 и R L . Входной сигнал подается на конденсатор, а управляющий вход - на резистор R 1 . Выход берется через резистор нагрузки R L . Схема такая, как показано ниже.
Согласно принципу функционирования диода, он проводит только тогда, когда анод диода более положительный, чем катод диода. Если на входе диода имеется положительный сигнал, он проводит. Период времени, в который включен стробирующий сигнал, является периодом передачи. Следовательно, именно в тот период, когда передается входной сигнал. В противном случае передача невозможна.
На следующем рисунке показаны временные периоды входного сигнала и стробирующего сигнала.
Входной сигнал передается только в течение периода времени, в течение которого ворота включены, как показано на рисунке.
Из схемы мы имеем
На анод диода подаются два сигнала (V S и V C ). Если напряжение на аноде указано как V P, а напряжение на катоде указано как V N, то выходное напряжение получается как
$$ V_o = V_P = (V_S + V_C)> V_N $$
Итак, диод находится в прямом смещении.
$$ V_O = V_S + V_1> V_N $$
потом
$$ V_O = V_S $$
Когда V 1 = 0,
потом
$$ V_O = V_S + V_1 \: Что \: означает \: V_O = V_S $$
Идеальное значение V 1 = 0.
Итак, если V 1 = 0, на выходе появляется весь входной сигнал. Если значение V 1 отрицательное, то часть входа теряется, а если V 1 положительное, на выходе появляется дополнительный сигнал вместе с входом.
Все это происходит в период передачи.
В период отсутствия передачи
$$ V_O = 0 $$
Поскольку диод находится в обратном смещении
Когда напряжение на аноде меньше напряжения на катоде,
$$ V_S + V_C <0 \: Вольт $$
В период отсутствия передачи
$$ V_C = V_2 $$
$$ V_S + V_2 <0 $$
Величина V 2 должна быть очень высокой, чем V s .
$$ | V_2 | ≫ V_S $$
Поскольку для того, чтобы диод имел обратное смещение, сумма напряжений V S и V C должна быть отрицательной. V C (который сейчас является V 2 ) должен быть как можно более отрицательным, чтобы, хотя V S было положительным, сумма обоих напряжений должна давать отрицательный результат.
Особые случаи
Теперь давайте рассмотрим несколько случаев для различных значений входных напряжений, когда управляющее напряжение имеет отрицательное значение.
Случай 1
Давайте возьмем пример, где V S = 10 В и V C = -10 В (V 1 ) до -20 В (V 2 ).
Теперь, когда подаются эти два сигнала (V S и V C ), тогда напряжение на аноде будет
$$ V_P = V_S + V_C $$
Поскольку речь идет о периоде передачи, для V C рассматривается только V 1 .
$$ V_O = (10В) + (-10В) = 0В $$
Следовательно, выходной сигнал будет нулевым, хотя на него подается некоторое количество входного напряжения. Следующий рисунок поясняет этот момент.
Случай 2
Давайте возьмем пример, где V S = 10 В и V C = от -5 В (V 1 ) до -20 В (V 2 ).
Теперь, когда подаются эти два сигнала (V S и V C ), тогда напряжение на аноде будет
$$ V_P = V_S + V_C $$
Поскольку речь идет о периоде передачи, для V C рассматривается только V 1 .
$$ V_O = (10В) + (-5В) = 5В $$
Следовательно, выход будет 5 В. Следующий рисунок поясняет этот момент.
Случай 3
Давайте возьмем пример, где V S = 10 В и V C = от 0 В (V 1 ) до -20 В (V 2 ).
Теперь, когда подаются эти два сигнала (V S и V C ), тогда напряжение на аноде будет
$$ V_P = V_S + V_C $$
Поскольку речь идет о периоде передачи, для V C рассматривается только V 1 .
$$ V_O = (10В) + (0В) = 10В $$
Следовательно, на выходе будет 10 В. Этот момент поясняется на следующем рисунке.
Случай 4
Давайте возьмем пример, где V S = 10 В и V C = 5 В (V 1 ) до -20 В (V 2 ).
Теперь, когда подаются эти два сигнала (V S и V C ), тогда напряжение на аноде будет
$$ V_P = V_S + V_C $$
Поскольку речь идет о периоде передачи, для V C рассматривается только V 1 .
$$ V_O = (10В) + (5В) = 15В $$
Следовательно, на выходе будет 15 В.
На выходное напряжение влияет приложенное управляющее напряжение. Это напряжение складывается с входом для получения выходного сигнала. Следовательно, это влияет на результат.
На следующем рисунке показано наложение обоих сигналов.
Мы можем заметить, что в то время, когда подается только напряжение затвора, на выходе будет 5 В. Когда применяются оба сигнала, V Р появляется как V O . В период отсутствия передачи выходной сигнал равен 0 В.
Как видно из приведенного выше рисунка, разница в выходных сигналах во время периода передачи и периода отсутствия передачи, хотя (при V S = 0) входной сигнал не применяется, называетсяPedestal. Этот пьедестал может быть положительным или отрицательным. В этом примере мы получаем положительный пьедестал на выходе.
Влияние RC на управляющее напряжение
Если входной сигнал подается до того, как управляющее напряжение достигает установившегося состояния, на выходе возникают некоторые искажения.
Мы получаем правильный выход только тогда, когда входной сигнал подается, когда управляющий сигнал равен 0 В. Это 0v - стабильное значение. Если входной сигнал подан до этого, возникает искажение.
Медленный рост управляющего напряжения на A происходит из-за наличия RC-цепи. Постоянная времени, являющаяся результатом RC, влияет на форму этого сигнала.
Плюсы и минусы однонаправленных ворот для отбора проб
Давайте посмотрим на преимущества и недостатки однонаправленного стробоскопа.
Преимущества
Схема простая.
Слишком маленькая временная задержка между входом и выходом.
Его можно расширить до большего количества входов.
В период отсутствия передачи ток не потребляется. Следовательно, в состоянии покоя рассеиваемая мощность отсутствует.
Недостатки
Есть взаимодействие между управляющими и входными сигналами (V C и V S )
По мере увеличения количества входов нагрузка на управляющий вход увеличивается.
Выход чувствителен к управляющему входному напряжению V 1 (верхний уровень V C )
В один момент времени должен применяться только один ввод.
Из-за медленного нарастания управляющего сигнала выходной сигнал может искажаться, если входной сигнал подается до достижения установившегося состояния.