Porta di campionamento unidirezionale

Dopo aver esaminato il concetto di porte di campionamento, proviamo ora a comprendere i tipi di porte di campionamento. Le porte di campionamento unidirezionali possono passare attraverso di esse impulsi positivi o negativi. Sono costruiti utilizzando diodi.

Un circuito di campionamento cancello unidirezionale è costituito da un condensatore C, un diodo D e due resistori R 1 e R L . L'ingresso del segnale è dato al condensatore e l'ingresso di controllo è dato al resistore R 1 . L'uscita è posta ai capi della resistenza di carico R L . Il circuito è come mostrato di seguito.

Secondo il funzionamento di un diodo, conduce solo quando l'anodo del diodo è più positivo del catodo del diodo. Se il diodo ha un segnale positivo al suo ingresso, conduce. Il periodo di tempo in cui il segnale di gate è ON, è il periodo di trasmissione. Quindi è durante quel periodo in cui viene trasmesso il segnale in ingresso. Altrimenti la trasmissione non è possibile.

La figura seguente mostra i periodi di tempo del segnale di ingresso e del segnale di gate.

Il segnale in ingresso viene trasmesso solo per il periodo di tempo durante il quale il gate è ON come mostrato in figura.

Dal circuito che abbiamo,

L'anodo del diodo viene applicato con i due segnali (V S e V C ). Se la tensione all'anodo è indicata come V P e la tensione al catodo è indicata come V N, la tensione di uscita si ottiene come

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

Quindi il diodo è in condizione di polarizzazione diretta.

$$ V_O = V_S + V_1> V_N $$

Poi

$$ V_O = V_S $$

Quando V 1 = 0,

Poi

$$ V_O = V_S + V_1 \: Che \: significa \: V_O = V_S $$

Valore ideale di V 1 = 0.

Quindi, se V 1 = 0, l'intero segnale di ingresso appare in uscita. Se il valore di V 1 è negativo, parte dell'ingresso viene perso e se V 1 è positivo, sull'uscita appare un segnale aggiuntivo insieme all'ingresso.

Tutta questa cosa accade durante il periodo di trasmissione.

Durante il periodo di non trasmissione,

$$ V_O = 0 $$

Poiché il diodo è in condizione di polarizzazione inversa

Quando la tensione sull'anodo è inferiore alla tensione sul catodo,

$$ V_S + V_C <0 \: Volt $$

Durante il periodo di non trasmissione,

$$ V_C = V_2 $$

$$ V_S + V_2 <0 $$

L'intensità di V 2 dovrebbe essere molto alta di V s .

$$ | V_2 | ≫ V_S $$

Perché affinché il diodo sia in polarizzazione inversa, la somma delle tensioni V S e V C dovrebbe essere negativa. V C (che ora è V 2 ) dovrebbe essere il più negativo possibile in modo che, sebbene V S sia positivo, la somma di entrambe le tensioni dovrebbe dare un risultato negativo.

Casi speciali

Vediamo ora alcuni casi per diversi valori di tensioni di ingresso in cui la tensione di controllo ha un valore negativo.

Caso 1

Facciamo un esempio in cui V S = 10V e V C = da -10v (V 1 ) a -20v (V 2 )

Ora, quando questi due segnali vengono applicati, (V S e V C ), la tensione all'anodo sarà

$$ V_P = V_S + V_C $$

Poiché si tratta di periodo di trasmissione, solo V 1 è considerato per V C .

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

Quindi l'uscita sarà zero, sebbene venga applicata una certa quantità di tensione di ingresso. La figura seguente spiega questo punto.

Caso 2

Facciamo un esempio in cui V S = 10V e V C = da -5v (V 1 ) a -20v (V 2 )

Ora, quando questi due segnali vengono applicati, (V S e V C ), la tensione all'anodo sarà

$$ V_P = V_S + V_C $$

Poiché si tratta di periodo di trasmissione, solo V 1 è considerato per V C .

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

Quindi l'uscita sarà 5 V. La figura seguente spiega questo punto.

Caso 3

Facciamo un esempio in cui V S = 10V e V C = 0v (V 1 ) a -20v (V 2 )

Ora, quando questi due segnali vengono applicati, (V S e V C ), la tensione all'anodo sarà

$$ V_P = V_S + V_C $$

Poiché si tratta di periodo di trasmissione, solo V 1 è considerato per V C .

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

Quindi l'uscita sarà a 10 V. La figura seguente spiega questo punto.

Caso 4

Facciamo un esempio in cui V S = 10V e V C = 5v (V 1 ) a -20v (V 2 )

Ora, quando questi due segnali vengono applicati, (V S e V C ), la tensione all'anodo sarà

$$ V_P = V_S + V_C $$

Poiché si tratta di periodo di trasmissione, solo V 1 è considerato per V C .

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

Quindi l'uscita sarà a 15 V.

La tensione di uscita viene influenzata dalla tensione di controllo applicata. Questa tensione si somma all'ingresso per produrre l'uscita. Quindi influisce sull'output.

La figura seguente mostra la sovrapposizione di entrambi i segnali.

Possiamo osservare che durante il tempo in cui viene applicata solo la tensione di gate, l'uscita sarà 5v. Quando vengono applicati entrambi i segnali, V P compare come V O . Durante il periodo di non trasmissione, l'uscita è 0v.

Come si osserva dalla figura sopra, la differenza nei segnali di uscita durante il periodo di trasmissione e il periodo di non trasmissione, sebbene (con V S = 0) il segnale di ingresso non sia applicato, è chiamata comePedestal. Questo piedistallo può essere positivo o negativo. In questo esempio, otteniamo un piedistallo positivo nell'output.

Effetto di RC sulla tensione di controllo

Se il segnale di ingresso viene applicato prima che la tensione di controllo raggiunga lo stato stazionario, si verifica una distorsione nell'uscita.

Otteniamo l'uscita corretta solo quando il segnale di ingresso viene fornito quando il segnale di controllo è 0v. Questo 0v è il valore stabile. Se il segnale di ingresso viene fornito prima, si verifica una distorsione.

Il lento aumento della tensione di controllo in A è dovuto al circuito RC presente. La costante di tempo che è il risultato di RC influenza la forma di questa forma d'onda.

Pro e contro dei cancelli di campionamento unidirezionali

Diamo uno sguardo ai vantaggi e agli svantaggi della porta di campionamento unidirezionale.

Vantaggi

  • Il circuito è semplice.

  • Il ritardo tra l'ingresso e l'uscita è troppo basso.

  • Può essere esteso a più numeri di input.

  • Non viene prelevata corrente durante il periodo di non trasmissione. Quindi in condizione di quiescenza, non è presente alcuna dissipazione di potenza.

Svantaggi

  • C'è interazione tra i segnali di controllo e di ingresso (V C e V S )

  • All'aumentare del numero di ingressi, aumenta il carico sull'ingresso di controllo.

  • L'uscita è sensibile alla tensione di ingresso di controllo V 1 (livello superiore di V C )

  • È necessario applicare un solo input in un istante di tempo.

  • A causa del tempo di salita lento del segnale di controllo, l'uscita potrebbe essere distorta, se il segnale di ingresso viene applicato prima di raggiungere lo stato stazionario.