ประตูสุ่มตัวอย่างแบบสองทิศทาง

ประตูสองทิศทางซึ่งแตกต่างจากประตูทิศทางเดียวคือส่งสัญญาณทั้งขั้วบวกและขั้วลบ ประตูเหล่านี้สามารถสร้างได้โดยใช้ทรานซิสเตอร์หรือไดโอด จากวงจรประเภทต่างๆให้เราผ่านวงจรที่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์และอีกวงจรหนึ่งประกอบด้วยไดโอด

ประตูสุ่มตัวอย่างแบบสองทิศทางโดยใช้ทรานซิสเตอร์

ประตูสุ่มตัวอย่างแบบสองทิศทางพื้นฐานประกอบด้วยทรานซิสเตอร์และตัวต้านทานสามตัว แรงดันสัญญาณอินพุต V _Sและแรงดันอินพุตควบคุม V _Cถูกนำไปใช้ผ่านตัวต้านทานผลรวมไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ แผนภาพวงจรด้านล่างแสดงประตูสุ่มตัวอย่างแบบสองทิศทางโดยใช้ทรานซิสเตอร์

อินพุตควบคุม V _Cนำมาใช้ที่นี่เป็นรูปแบบของคลื่นชีพจรมีสองระดับวี₁และวี₂และชีพจรกว้างทีพี ความกว้างพัลส์นี้จะกำหนดช่วงการส่งข้อมูลที่ต้องการ สัญญาณ gating ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลเข้าได้ เมื่อสัญญาณเกตอยู่ที่ระดับต่ำกว่า V ₂ทรานซิสเตอร์จะเข้าสู่พื้นที่ที่ใช้งานอยู่ ดังนั้นจนกว่าอินพุต gating จะยังคงอยู่ที่ระดับบนสัญญาณของขั้วใดขั้วหนึ่งซึ่งปรากฏที่ฐานของทรานซิสเตอร์จะถูกสุ่มตัวอย่างและปรากฏขยายที่เอาต์พุต

สี่ประตูสุ่มตัวอย่างแบบสองทิศทางไดโอด

วงจรประตูสุ่มตัวอย่างแบบสองทิศทางทำโดยใช้ไดโอดด้วย ประตูสุ่มตัวอย่างแบบสองทิศทางสองไดโอดเป็นประตูพื้นฐานในรุ่นนี้ แต่ก็มีข้อเสียเล็กน้อยเช่น

• มีกำไรต่ำ
• มีความไวต่อความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าควบคุม
• V _{n (นาที)}อาจมากเกินไป
• มีการรั่วไหลของความจุของไดโอด

มีการพัฒนาประตูสุ่มตัวอย่างแบบสองทิศทางไดโอดสี่ประตูเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเหล่านี้ วงจรประตูสุ่มตัวอย่างแบบสองทิศทางสองทิศทางได้รับการปรับปรุงโดยเพิ่มไดโอดอีกสองตัวและแรงดันไฟฟ้าสมดุล + v หรือ –v สองตัวเพื่อสร้างวงจรของประตูสุ่มตัวอย่างแบบสองทิศทางไดโอดสี่ตัวดังแสดงในรูป

แรงดันไฟฟ้าควบคุม V _Cและ –V _Cกลับไบแอสไดโอด D ₃และ D ₄ตามลำดับ แรงดันไฟฟ้า + v และ –v ไปข้างหน้าไบแอสไดโอด D ₁และ D ₂ตามลำดับ แหล่งที่มาของสัญญาณเป็นคู่ที่จะโหลดผ่านตัวต้านทาน R ₂และไดโอดดำเนิน D ₁และ D 2 เนื่องจากไดโอด D ₃และ D ₄มีความเอนเอียงแบบย้อนกลับจึงเปิดและตัดการเชื่อมต่อสัญญาณควบคุมจากเกต ดังนั้นความไม่สมดุลของสัญญาณควบคุมจะไม่ส่งผลต่อเอาต์พุต

เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุมคือ V _nและ –V _nดังนั้นไดโอด D ₃และ D _{4 จะ}ดำเนินการ จุด P ₂และ P ₁ถูกยึดเข้ากับแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ซึ่งทำให้ไดโอด D ₁และ D ₂มีความลำเอียง ตอนนี้ผลลัพธ์เป็นศูนย์

ระหว่างการส่งข้อมูลไดโอด D ₃และ D ₄จะดับลง กำไร A ของวงจรกำหนดโดย

$$ A = \ frac {R_C} {R_C + R_2} \ times \ frac {R_L} {R_L + (R_s / 2)} $$

ดังนั้นการเลือกใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุมจึงเปิดหรือปิดการส่งผ่าน สัญญาณของขั้วใดขั้วหนึ่งจะถูกส่งขึ้นอยู่กับอินพุตเกต

การใช้งาน Sampling Gates

มีการประยุกต์ใช้วงจรประตูสุ่มตัวอย่างมากมาย คนที่พบมากที่สุดมีดังนี้ -

• ขอบเขตการสุ่มตัวอย่าง
• Multiplexers
• ตัวอย่างและถือวงจร
• ตัวแปลงดิจิตอลเป็นอนาล็อก
• เครื่องขยายเสียงโคลงสับ

ในการใช้งานของวงจรประตูสุ่มตัวอย่างวงจรขอบเขตการสุ่มตัวอย่างเป็นที่แพร่หลาย ให้เราลองคิดเกี่ยวกับแผนภาพบล็อกของขอบเขตการสุ่มตัวอย่าง

ขอบเขตการสุ่มตัวอย่าง

ในขอบเขตการสุ่มตัวอย่างจอแสดงผลประกอบด้วยลำดับตัวอย่างของรูปคลื่นอินพุต แต่ละตัวอย่างเหล่านั้นจะถูกนำมาในเวลาที่ล่าช้าไปเรื่อย ๆ ตามจุดอ้างอิงบางจุดในรูปคลื่น นี่คือหลักการทำงานของขอบเขตการสุ่มตัวอย่างซึ่งแสดงไว้ด้านล่างในแผนภาพบล็อก

ramp generator และ stair case generatorสร้างรูปคลื่นตามอินพุตทริกเกอร์ที่ใช้ comparator เปรียบเทียบสัญญาณทั้งสองนี้และสร้างเอาต์พุตซึ่งมอบให้กับวงจรประตูสุ่มตัวอย่างเป็นสัญญาณควบคุม

เมื่ออินพุตควบคุมสูงอินพุตที่ sampling gate จะถูกส่งไปยังเอาต์พุตและเมื่อใดก็ตามที่อินพุตควบคุมอยู่ในระดับต่ำอินพุตจะไม่ถูกส่ง

ในขณะที่เก็บตัวอย่างพวกเขาจะถูกเลือกตามเวลาที่กำหนดซึ่งล่าช้าไปเรื่อย ๆ โดยเพิ่มขึ้นทีละเท่า ๆ กัน ตัวอย่างประกอบด้วยพัลส์ที่มีระยะเวลาเท่ากับระยะเวลาของการควบคุมประตูสุ่มตัวอย่างและแอมพลิจูดถูกกำหนดโดยขนาดของสัญญาณอินพุตในเวลาสุ่มตัวอย่าง ความกว้างของพัลส์จะต่ำ

เช่นเดียวกับในการมอดูเลต Pulse สัญญาณจะต้องถูกสุ่มตัวอย่างค้างไว้ แต่เนื่องจากความกว้างของพัลส์ต่ำจึงถูกขยายโดยวงจรแอมพลิฟายเออร์เพื่อให้stretch จากนั้นให้วงจรรวมตัวเก็บประจุไดโอด - ตัวเก็บประจุ holdสัญญาณเพื่อเติมเต็มช่วงเวลาของตัวอย่างถัดไป เอาต์พุตวงจรนี้มอบให้กับvertical deflection plates และเอาต์พุตของวงจรกวาดจะถูกกำหนดให้กับ horizontal deflection plates ของขอบเขตการสุ่มตัวอย่างเพื่อแสดงรูปคลื่นเอาต์พุต