Porte di campionamento bidirezionali

Le porte bidirezionali, a differenza di quelle unidirezionali, trasmettono segnali di polarità sia positiva che negativa. Queste porte possono essere costruite utilizzando transistor o diodi. Da diversi tipi di circuiti, passiamo attraverso un circuito costituito da transistor e un altro costituito da diodi.

Porte di campionamento bidirezionali che utilizzano transistor

Un gate di campionamento bidirezionale di base è costituito da un transistor e tre resistori. La tensione del segnale di ingresso V _S e la tensione di ingresso di controllo V _C vengono applicate attraverso i resistori sommatori alla base del transistor. Lo schema del circuito riportato di seguito mostra la porta di campionamento bidirezionale utilizzando il transistor.

L'ingresso di controllo V _C applicato qui è una forma d'onda di impulso con due livelli V ₁ e V ₂ e larghezza di impulso t _p . Questa larghezza di impulso decide l'intervallo di trasmissione desiderato. Il segnale di gate consente la trasmissione dell'ingresso. Quando il segnale di gating è al suo livello inferiore V ₂ , il transistor entra nella regione attiva. Quindi, finché l'ingresso di gating non viene mantenuto al suo livello superiore, i segnali di entrambe le polarità, che appaiono alla base del transistor verranno campionati e appariranno amplificati all'uscita.

Gate di campionamento bidirezionale a quattro diodi

Anche il circuito di gate di campionamento bidirezionale è realizzato utilizzando diodi. Una porta di campionamento bidirezionale a due diodi è quella di base in questo modello. Ma ha pochi svantaggi come

• Ha un guadagno basso
• È sensibile agli squilibri della tensione di controllo
• V _{n (min)} potrebbe essere eccessivo
• È presente una perdita di capacità del diodo

È stata sviluppata una porta di campionamento bidirezionale a quattro diodi, migliorando queste caratteristiche. Un circuito di gate di campionamento bidirezionale è stato migliorato aggiungendo altri due diodi e due tensioni bilanciate + vo –v per realizzare il circuito di un gate di campionamento bidirezionale a quattro diodi come mostrato nella figura.

Le tensioni di controllo V _C e –V _C polarizzano i diodi D ₃ e D ₄ rispettivamente. Le tensioni + v e –v polarizzano in avanti i diodi D ₁ e D ₂ rispettivamente. La sorgente del segnale è accoppiata al carico tramite i resistori R ₂ e i diodi conduttori D ₁ e D ₂ . Poiché i diodi D ₃ e D ₄ sono polarizzati inversamente, sono aperti e scollegano i segnali di controllo dal gate. Quindi, uno squilibrio nei segnali di controllo non influirà sull'uscita.

Quando le tensioni di controllo applicate sono V _n e –V _n , i diodi D ₃ e D ₄ conducono. I punti P ₂ e P ₁ sono bloccati a queste tensioni, il che rende polarizzati i diodi D ₁ e D ₂ . Ora l'output è zero.

Durante la trasmissione, i diodi D ₃ e D ₄ sono spenti. Il guadagno A del circuito è dato da

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

Da qui la scelta dell'applicazione delle tensioni di controllo abilita o disabilita la trasmissione. I segnali di entrambe le polarità vengono trasmessi a seconda degli ingressi di gating.

Applicazioni delle porte di campionamento

Esistono molte applicazioni dei circuiti di gate di campionamento. I più comuni sono i seguenti:

• Ambiti di campionamento
• Multiplexers
• Campionare e trattenere i circuiti
• Convertitori da digitale ad analogico
• Amplificatori stabilizzatori tritati

Tra le applicazioni dei circuiti di gate di campionamento, il circuito dell'oscilloscopio di campionamento è prevalente. Cerchiamo di avere un'idea sullo schema a blocchi dell'ambito di campionamento.

Ambito di campionamento

Nell'ambito del campionamento, il display è costituito da una sequenza di campioni della forma d'onda in ingresso. Ciascuno di questi campioni viene prelevato in un momento progressivamente ritardato rispetto a un punto di riferimento nella forma d'onda. Questo è il principio di funzionamento dell'ambito di campionamento mostrato di seguito nello schema a blocchi.

Il ramp generator e il stair case generatorgenera le forme d'onda in base agli ingressi trigger applicati. Ilcomparator confronta entrambi questi segnali e genera l'uscita che viene quindi fornita al circuito di porta di campionamento come segnale di controllo.

Come e quando l'ingresso di controllo è alto, l'ingresso a sampling gate viene inviato all'uscita e ogni volta che l'ingresso di controllo è basso, l'ingresso non viene trasmesso.

Durante il prelievo, vengono scelti negli istanti di tempo, che vengono progressivamente ritardati di incrementi uguali. I campioni sono costituiti da un impulso la cui durata è uguale alla durata del controllo della porta di campionamento e la cui ampiezza è determinata dall'ampiezza del segnale di ingresso al momento del campionamento. L'ampiezza dell'impulso quindi prodotta sarà bassa.

Proprio come nella modulazione Pulse, il segnale deve essere campionato e mantenuto. Ma poiché l'ampiezza dell'impulso è bassa, viene amplificata da un circuito amplificatore in modo dastretch e poi dato ad un circuito di combinazione diodo-condensatore in modo da holdil segnale, per riempire l'intervallo del campione successivo. L'uscita di questo circuito è data alvertical deflection plates e l'uscita del circuito di sweep è data al horizontal deflection plates dell'ambito di campionamento per visualizzare la forma d'onda in uscita.