Рассмотрев концепцию пробоотборников, давайте теперь попробуем разобраться с типами пробоотборников. Однонаправленные вентили для отбора проб могут пропускать через них как положительные, так и отрицательные импульсы. Они построены с использованием диодов.
Однонаправленная схема затвора дискретизации состоит из конденсатора C, диода D и двух резисторов R 1 и R L. Входной сигнал подается на конденсатор, а управляющий вход подается на резистор R 1 . Выход берется через нагрузочный резистор R L. Схема, как показано ниже.
Согласно функционированию диода, он проводит только тогда, когда анод диода является более положительным, чем катод диода. Если диод имеет положительный сигнал на своем входе, он проводит. Период времени, в течение которого сигнал затвора включен, является периодом передачи. Следовательно, именно в этот период передается входной сигнал. В противном случае передача невозможна.
На следующем рисунке показаны периоды времени входного сигнала и сигнала затвора.
Входной сигнал передается только в течение периода времени, в течение которого гейт включен, как показано на рисунке.
Из схемы, которую мы имеем,
Анод диода подается с двумя сигналами (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
Vo=VP=(VS+VC)>VN
Таким образом, диод находится в прямом смещенном состоянии.
VO=VS+V1>VN
затем
VO=VS
Когда V 1 = 0,
затем
VO=VS+V1ЧтоозначаетVO=VS
Идеальное значение V 1 = 0.
Таким образом, если V 1 = 0, весь входной сигнал появляется на выходе. Если значение V 1 является отрицательным, то часть входа теряется, а если V 1 является положительным, на выходе появляется дополнительный сигнал вместе с входом.
Все это происходит во время передачи.
В период отсутствия передачи
VO=0
Как диод в обратном смещенном состоянии
Когда напряжение на аноде меньше напряжения на катоде,
VS+VC<0Вольт
В период отсутствия передачи
VC=V2
VS+V2<0
Величина V 2 должна быть очень высокой, чем V s .
$$ | V_2 | ≫ V_S $$
Поскольку для диода должно быть обратное смещение, сумма напряжений V S и V C должна быть отрицательной. V C (сейчас это V 2 ) должно быть как можно более отрицательным, так что, хотя V S положительно, сумма обоих напряжений должна давать отрицательный результат.
Особые случаи
Теперь давайте рассмотрим несколько случаев для разных значений входных напряжений, когда управляющее напряжение имеет некоторое 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 эти два сигнала подаются, (V S и V C ), тогда напряжение на аноде будет
VP=VS+VC
Поскольку речь идет о периоде передачи, для V C рассматривается только V 1 .
VO=(10В)+(−10В)=0В
Следовательно, выходной сигнал будет нулевым, хотя некоторое количество входного напряжения приложено. Следующий рисунок объясняет этот момент.
Дело 2
Давайте возьмем пример, где V S = 10 В и V C = -5 В (V 1 ) до -20 В (V 2 )
Теперь, когда эти два сигнала подаются, (V S и V C ), тогда напряжение на аноде будет
VP=VS+VC
Поскольку речь идет о периоде передачи, для V C рассматривается только V 1 .
VO=(10В)+(−5В)=5В
Следовательно, на выходе будет 5 В. Следующий рисунок объясняет этот момент.
Дело 3
Давайте возьмем пример, где V S = 10 В и V C = 0 В (V 1 ) до -20 В (V 2 ).
Теперь, когда эти два сигнала подаются, (V S и V C ), тогда напряжение на аноде будет
VP=VS+VC
Поскольку речь идет о периоде передачи, для V C рассматривается только V 1 .
VO=(10В)+(0В)=10В
Следовательно, на выходе будет 10 В. Следующий рисунок объясняет этот момент.
Дело 4
Давайте возьмем пример, где V S = 10 В и V C = 5 В (V 1 ) до -20 В (V 2 )
Теперь, когда эти два сигнала подаются, (V S и V C ), тогда напряжение на аноде будет
VP=VS+VC
Поскольку речь идет о периоде передачи, для V C рассматривается только V 1 .
VO=(10В)+(5В)=15В
Следовательно, на выходе будет 15 В.
Выходное напряжение зависит от приложенного управляющего напряжения. Это напряжение складывается со входом, чтобы произвести выход. Следовательно, это влияет на результат.
На следующем рисунке показано наложение обоих сигналов.
Мы можем наблюдать, что в то время, когда подается только напряжение на затворе, выход будет 5В. Когда оба сигнала применяются, V P появляется как V O. В течение периода отсутствия передачи выход составляет 0В.
Как видно из приведенного выше рисунка, разница в выходных сигналах в течение периода передачи и периода отсутствия передачи, хотя (при V S = 0) входной сигнал не применяется, называется пьедесталом . Этот постамент 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 сигнал управления равен 0v. Это 0v является стабильным значением. Если входной сигнал подается до этого, происходит искажение.
Медленный рост управляющего напряжения на A обусловлен наличием RC-цепи. Постоянная времени, которая является результатом RC, влияет на форму этой формы волны.
Плюсы и минусы однонаправленных ворот для отбора проб
Давайте посмотрим на преимущества и недостатки однонаправленного шлюза отбора проб.
Схема проста.
Задержка между входом и выходом слишком мала.
Это может быть расширено до большего количества входов.
В течение периода отсутствия передачи ток не подается. Следовательно, в состоянии покоя рассеивание мощности отсутствует.
Там есть взаимодействие между управляющими и входными сигналами (V C и V S )
По мере увеличения количества входов увеличивается нагрузка на управляющий вход.
Выход чувствителен к управляющему входному напряжению V 1 (верхний уровень V C )
Только один вход должен быть применен в один момент времени.
Из-за медленного времени нарастания контрольного сигнала выходной сигнал может искажаться, если входной сигнал подается до достижения установившегося состояния.