ประตูสุ่มตัวอย่างทิศทางเดียว

หลังจากผ่านแนวคิดของประตูสุ่มตัวอย่างแล้วให้เราพยายามทำความเข้าใจประเภทของประตูสุ่มตัวอย่าง ประตูสุ่มตัวอย่างแบบทิศทางเดียวสามารถส่งผ่านพัลส์ที่กำลังจะเป็นบวกหรือลบได้ พวกเขาสร้างโดยใช้ไดโอด

ทิศทางเดียววงจรประตูสุ่มตัวอย่างประกอบด้วยตัวเก็บประจุ C, ไดโอด D และสองตัวต้านทาน R 1และ R L อินพุตสัญญาณจะได้รับการเก็บประจุและใส่ควบคุมจะได้รับการต้านทาน R 1 การส่งออกจะได้รับการทั่วทานโหลด R L วงจรดังรูปด้านล่าง

ตามการทำงานของไดโอดจะดำเนินการก็ต่อเมื่อขั้วบวกของไดโอดเป็นบวกมากกว่าแคโทดของไดโอด หากไดโอดมีสัญญาณบวกที่อินพุตก็จะดำเนินการ ช่วงเวลาที่สัญญาณประตูเปิดอยู่คือช่วงเวลาการส่งสัญญาณ ดังนั้นจึงเป็นช่วงที่สัญญาณอินพุตถูกส่ง มิฉะนั้นจะไม่สามารถส่งผ่านได้

รูปต่อไปนี้แสดงช่วงเวลาของสัญญาณอินพุตและสัญญาณประตู

สัญญาณอินพุตจะถูกส่งเฉพาะในช่วงเวลาที่ประตูเปิดอยู่เท่านั้นดังแสดงในรูป

จากวงจรที่เรามี

ขั้วบวกของไดโอดถูกนำไปใช้กับสองสัญญาณ (V Sและ V C ) หากแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วบวกถูกระบุเป็น V Pและแรงดันไฟฟ้าที่แคโทดแสดงเป็น V Nแรงดันเอาต์พุตจะได้รับเป็น

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

ดังนั้นไดโอดจึงอยู่ในสภาพเอนเอียงไปข้างหน้า

$$ V_O = V_S + V_1> V_N $$

แล้ว

$$ V_O = V_S $$

เมื่อ V 1 = 0

แล้ว

$$ V_O = V_S + V_1 \: ซึ่ง \: หมายถึง \: V_O = V_S $$

ค่าในอุดมคติของ V 1 = 0

ดังนั้นถ้า V 1 = 0 สัญญาณอินพุตทั้งหมดจะปรากฏที่เอาต์พุต หากค่าของ V 1เป็นลบอินพุตบางส่วนจะหายไปและหาก V 1เป็นบวกสัญญาณเพิ่มเติมพร้อมกับอินพุตจะปรากฏที่เอาต์พุต

สิ่งทั้งหมดนี้เกิดขึ้นระหว่างช่วงการส่งสัญญาณ

ในช่วงที่ไม่มีการแพร่เชื้อ

$$ V_O = 0 $$

เนื่องจากไดโอดอยู่ในสภาพเอนเอียงแบบย้อนกลับ

เมื่อแรงดันไฟฟ้าบนขั้วบวกน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าบนแคโทด

$$ V_S + V_C <0 \: โวลต์ $$

ในช่วงที่ไม่มีการแพร่เชื้อ

$$ V_C = V_2 $$

$$ V_S + V_2 <0 $$

ขนาดของ V 2ควรสูงกว่า V sมาก

$$ | V_2 | ≫ V_S $$

เนื่องจากไดโอดจะมีอคติย้อนกลับผลรวมของแรงดันไฟฟ้า V Sและ V Cควรเป็นลบ V C (ซึ่งก็คือ V 2 ในตอนนี้) ควรเป็นลบให้มากที่สุดเพื่อที่ว่า V Sจะเป็นบวก แต่ผลรวมของแรงดันไฟฟ้าทั้งสองควรให้ผลลัพธ์เป็นลบ

กรณีพิเศษ

ตอนนี้เรามาดูบางกรณีสำหรับค่าต่างๆของแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่แรงดันไฟฟ้าควบคุมมีค่าเป็นลบ

กรณีที่ 1

ให้เรายกตัวอย่างโดยที่ V S = 10V และ V C = -10v (V 1 ) ถึง -20v (V 2 )

ตอนนี้เมื่อใช้สัญญาณทั้งสองนี้ (V Sและ V C ) แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วบวกจะเป็น

$$ V_P = V_S + V_C $$

เช่นนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับระยะเวลาการส่งเพียง V 1ถือว่าสำหรับวีซี

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

ดังนั้นเอาต์พุตจะเป็นศูนย์แม้ว่าจะมีการใช้แรงดันไฟฟ้าอินพุตบางส่วนก็ตาม รูปต่อไปนี้อธิบายประเด็นนี้

กรณีที่ 2

ให้เรายกตัวอย่างโดยที่ V S = 10V และ V C = -5v (V 1 ) ถึง -20v (V 2 )

ตอนนี้เมื่อใช้สัญญาณทั้งสองนี้ (V Sและ V C ) แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วบวกจะเป็น

$$ V_P = V_S + V_C $$

เช่นนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับระยะเวลาการส่งเพียง V 1ถือว่าสำหรับวีซี

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

ดังนั้นเอาต์พุตจะเป็น 5 V รูปต่อไปนี้จะอธิบายประเด็นนี้

กรณีที่ 3

ให้เรายกตัวอย่างโดยที่ V S = 10V และ V C = 0v (V 1 ) ถึง -20v (V 2 )

ตอนนี้เมื่อใช้สัญญาณทั้งสองนี้ (V Sและ V C ) แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วบวกจะเป็น

$$ V_P = V_S + V_C $$

เช่นนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับระยะเวลาการส่งเพียง V 1ถือว่าสำหรับวีซี

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

ดังนั้นเอาต์พุตจะเป็น 10 V. รูปต่อไปนี้จะอธิบายประเด็นนี้

กรณีที่ 4

ให้เรายกตัวอย่างโดยที่ V S = 10V และ V C = 5v (V 1 ) ถึง -20v (V 2 )

ตอนนี้เมื่อใช้สัญญาณทั้งสองนี้ (V Sและ V C ) แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วบวกจะเป็น

$$ V_P = V_S + V_C $$

เช่นนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับระยะเวลาการส่งเพียง V 1ถือว่าสำหรับวีซี

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

ดังนั้นเอาต์พุตจะเป็น 15 V.

แรงดันไฟฟ้าขาออกได้รับผลกระทบจากแรงดันไฟฟ้าควบคุมที่ใช้ แรงดันไฟฟ้านี้จะเพิ่มให้กับอินพุตเพื่อสร้างเอาต์พุต ดังนั้นจึงมีผลต่อผลลัพธ์

รูปต่อไปนี้แสดงการซ้อนทับของสัญญาณทั้งสอง

เราสามารถสังเกตได้ว่าในช่วงเวลาที่ใช้แรงดันเกตเท่านั้นเอาต์พุตจะเป็น 5v เมื่อทั้งสองสัญญาณจะถูกนำไปใช้ V Pปรากฏเป็น V O ในช่วงที่ไม่มีการส่งสัญญาณเอาต์พุตคือ 0v

ดังที่สังเกตได้จากรูปด้านบนความแตกต่างของสัญญาณเอาต์พุตระหว่างช่วงเวลาการส่งและช่วงเวลาที่ไม่ได้ส่งแม้ว่าจะไม่ได้ใช้สัญญาณอินพุต(ที่มี V S = 0) จะเรียกว่าเป็นPedestal. แท่นนี้สามารถเป็นบวกหรือลบ ในตัวอย่างนี้เราจะได้ฐานบวกในเอาต์พุต

ผลของ RC ต่อแรงดันไฟฟ้าควบคุม

หากสัญญาณอินพุตถูกนำไปใช้ก่อนที่แรงดันไฟฟ้าควบคุมจะถึงสถานะคงที่จะมีความผิดเพี้ยนเกิดขึ้นในเอาต์พุต

เราได้รับเอาต์พุตที่ถูกต้องก็ต่อเมื่อได้รับสัญญาณอินพุตเมื่อสัญญาณควบคุมคือ 0v 0v นี้คือค่าคงที่ หากได้รับสัญญาณอินพุตก่อนหน้านั้นความผิดเพี้ยนจะเกิดขึ้น

การเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆของแรงดันไฟฟ้าควบคุมที่ A เกิดจากวงจร RC ที่มีอยู่ ค่าคงที่ของเวลาซึ่งเป็นผลมาจาก RC มีผลต่อรูปร่างของรูปคลื่นนี้

ข้อดีข้อเสียของ Unidirectional Sampling Gates

ให้เรามาดูข้อดีและข้อเสียของประตูสุ่มตัวอย่างแบบทิศทางเดียว

ข้อดี

  • วงจรเป็นเรื่องง่าย

  • การหน่วงเวลาระหว่างอินพุตและเอาต์พุตต่ำเกินไป

  • สามารถขยายจำนวนอินพุตได้มากขึ้น

  • ไม่มีการดึงกระแสในช่วงที่ไม่มีการส่งสัญญาณ ดังนั้นภายใต้สภาวะที่หยุดนิ่งจึงไม่มีการกระจายพลังงาน

ข้อเสีย

  • มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสัญญาณควบคุมและสัญญาณอินพุต (V Cและ V S )

  • เมื่อจำนวนอินพุตเพิ่มขึ้นการโหลดอินพุตควบคุมจะเพิ่มขึ้น

  • เอาต์พุตมีความไวต่อการควบคุมแรงดันไฟฟ้าอินพุต V 1 (ระดับบนของ V C )

  • ควรใช้อินพุตเดียวในช่วงเวลาหนึ่งเท่านั้น

  • เนื่องจากสัญญาณควบคุมเวลาเพิ่มขึ้นช้าเอาต์พุตจึงอาจผิดเพี้ยนได้หากใช้สัญญาณอินพุตก่อนถึงสถานะคงที่