双向采样门


与单向门不同,双向门可以传输正极性和负极性的信号。这些门可以使用晶体管或二极管构建。从不同类型的电路中,让我们看一下由晶体管组成的电路和由二极管组成的电路。

使用晶体管的双向采样门

基本的双向采样门由一个晶体管和三个电阻器组成。输入信号电压V S和控制输入电压V C通过求和电阻施加到晶体管的基极。下面给出的电路图显示了使用晶体管的双向采样门。

采样晶体管

这里施加的控制输入V C是具有两个电平V 1和V 2以及脉冲宽度t p的脉冲波形。该脉冲宽度决定了所需的传输间隔。门控信号允许传输输入。当选通信号处于其较低电平V 2时,晶体管进入有源区。因此,在选通输入保持在其较高电平之前,出现在晶体管基极的任一极性的信号都将被采样并在输出处出现放大。

四二极管双向采样门

双向采样门电路也是使用二极管制成的。两个二极管双向采样门是该模型中的基本采样门。但它有一些缺点,例如

  • 它的增益较低
  • 对控制电压的不平衡很敏感
  • V n (min)可能过高
  • 存在二极管电容泄漏

开发了四二极管双向采样门,改进了这些功能。对两个双向采样门电路进行改进,增加两个二极管和两个平衡电压+v或-v,形成如图所示的四二极管双向采样门电路。

双向二极管

控制电压V C和-V C分别反向偏置二极管D 3和D 4。电压+v 和-v 分别对二极管D 1和D 2施加正向偏置。信号源通过电阻R 2以及导通二极管D 1和D 2耦接至负载。由于二极管 D 3和 D 4反向偏置,因此它们打开并断开来自栅极的控制信号。因此,控制信号的不平衡不会影响输出。

当施加的控制电压为V n和-V n时,二极管D 3和D 4导通。P 2和P 1点被钳位到这些电压,这使得二极管D 1和D 2受到偏置。现在,输出为零。

在传输期间,二极管D 3和D 4截止。电路的增益A由下式给出

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

因此,控制电压应用的选择可以启用或禁用传输。任一极性的信号的传输取决于选通输入。

采样门的应用

采样门电路有很多应用。最常见的如下 -

  • 采样范围
  • 多路复用器
  • 采样保持电路
  • 数模转换器
  • 斩波稳定放大器

在采样门电路的应用中,采样范围电路最为普遍。让我们尝试了解采样范围的框图。

抽样范围

在采样范围内,显示由一系列输入波形样本组成。这些样本中的每一个都是在相对于波形中的某个参考点逐渐延迟的时间获取的。这就是采样范围的工作原理,如下框图所示。

抽样范围

斜坡发生器阶梯发生器根据所施加的触发输入生成波形。比较比较这两个信号并生成输出,然后将其作为控制信号提供给采样门电路。

当控制输入为高电平时,采样门处的输入被传送到输出,并且只要控制输入为低电平,就不传输输入。

在采样时,它们是在时刻被选择的,这些时刻以相等的增量逐渐延迟。样本由脉冲组成,其持续时间等于采样门控制的持续时间,其幅度由采样时输入信号的幅度确定。然后产生的脉冲宽度将很低。

就像脉冲调制一样,必须对信号进行采样和保持。但由于脉冲宽度较小,需要经过放大电路放大而展,然后送给二极管电容组合电路来保持信号,以填充下一个采样的间隔。该电路的输出送给垂直偏转板,扫频电路的输出送给采样范围的水平偏转板,以显示输出波形。