單向取樣門

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在瞭解了取樣門的概念之後，讓我們現在嘗試瞭解取樣門的型別。單向取樣門可以允許正脈衝或負脈衝透過。它們使用二極體構成。

單向取樣閘電路由電容C、二極體D和兩個電阻R₁和R_L組成。訊號輸入施加到電容，控制輸入施加到電阻R₁。輸出從負載電阻R_L獲取。電路如下圖所示。

根據二極體的功能，只有當二極體的陽極比陰極更正時，它才導通。如果二極體的輸入端有正訊號，則它導通。門訊號為ON的時間段是傳輸週期。因此，它是輸入訊號被傳輸的期間。否則，傳輸是不可能的。

下圖顯示了輸入訊號和門訊號的時間段。

如上圖所示，輸入訊號僅在門為ON的期間內傳輸。

從電路中我們得到：

二極體的陽極施加了兩個訊號（V_S和V_C）。如果陽極的電壓表示為V_P，陰極的電壓表示為V_N，則輸出電壓獲得為

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

所以二極體處於正向偏置狀態。

$$V_O = V_S + V_1 > V_N$$

那麼

$$V_O = V_S$$

當V₁ = 0時，

那麼

$$V_O = V_S + V_1 這意味著 V_O = V_S$$

V₁的理想值為0。

因此，如果V₁ = 0，則整個輸入訊號出現在輸出端。如果V₁的值為負，則會丟失一部分輸入；如果V₁為正，則輸入訊號會疊加額外的訊號出現在輸出端。

所有這些都發生在傳輸期間。

在非傳輸期間，

$$V_O = 0$$

因為二極體處於反向偏置狀態

當陽極電壓小於陰極電壓時，

$$V_S + V_C < 0 \: 伏$$

在非傳輸期間，

$$V_C = V_2$$

$$V_S + V_2 < 0$$

V₂的幅值應該遠大於V_s。

$$|V_2| ≫ V_S$$

因為要使二極體反向偏置，電壓V_S和V_C的和應該為負。V_C（現在是V₂）應該儘可能負，以便即使V_S為正，這兩個電壓的和也會產生負結果。

特殊情況

現在，讓我們看看控制電壓為某個負值時不同輸入電壓值的一些情況。

情況1

讓我們舉一個V_S = 10V，V_C = -10v (V₁) 到 -20v (V₂) 的例子

現在，當施加這兩個訊號（V_S和V_C）時，陽極的電壓將為

$$V_P = V_S + V_C$$

由於這是關於傳輸週期的，所以只考慮V₁作為V_C。

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

因此，輸出將為零，儘管施加了一定量的輸入電壓。下圖解釋了這一點。

情況2

讓我們舉一個V_S = 10V，V_C = -5v (V₁) 到 -20v (V₂) 的例子

現在，當施加這兩個訊號（V_S和V_C）時，陽極的電壓將為

$$V_P = V_S + V_C$$

由於這是關於傳輸週期的，所以只考慮V₁作為V_C。

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

因此，輸出將為5V。下圖解釋了這一點。

情況3

讓我們舉一個V_S = 10V，V_C = 0v (V₁) 到 -20v (V₂) 的例子

現在，當施加這兩個訊號（V_S和V_C）時，陽極的電壓將為

$$V_P = V_S + V_C$$

由於這是關於傳輸週期的，所以只考慮V₁作為V_C。

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

因此，輸出將為10V。下圖解釋了這一點。

情況4

讓我們舉一個V_S = 10V，V_C = 5v (V₁) 到 -20v (V₂) 的例子

現在，當施加這兩個訊號（V_S和V_C）時，陽極的電壓將為

$$V_P = V_S + V_C$$

由於這是關於傳輸週期的，所以只考慮V₁作為V_C。

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

因此，輸出將為15V。

輸出電壓受到施加的控制電壓的影響。該電壓與輸入電壓相加以產生輸出電壓。因此，它會影響輸出電壓。

下圖顯示了這兩個訊號的疊加。

我們可以觀察到，僅施加門電壓時，輸出將為5v。當同時施加兩個訊號時，V_P顯示為V_O。在非傳輸期間，輸出為0v。

如上圖所示，傳輸期間和非傳輸期間的輸出訊號差異（當V_S = 0時，未施加輸入訊號）被稱為**基座**。該基座可以為正或負。在這個例子中，我們在輸出端得到一個正基座。

RC對控制電壓的影響

如果在控制電壓達到穩定狀態之前施加輸入訊號，則輸出會發生一些失真。

只有當控制訊號為0v時施加輸入訊號，我們才能得到正確的輸出。這個0v是穩定值。如果在此之前施加輸入訊號，則會發生失真。

A點控制電壓的緩慢上升是由於存在的RC電路。RC產生的時間常數會影響該波形的形狀。

單向取樣門的優缺點

讓我們來看看單向取樣門的優缺點。

優點

• 電路簡單。

• 輸入和輸出之間的時間延遲非常低。

• 它可以擴充套件到更多數量的輸入。

• 在非傳輸期間不吸取電流。因此，在靜態條件下，沒有功耗。

缺點

• 控制訊號和輸入訊號（V_C和V_S）之間存在相互作用。

• 隨著輸入數量的增加，控制輸入的負載增加。

• 輸出對控制輸入電壓V₁（V_C的上限）敏感。

• 一次只能施加一個輸入。

• 由於控制訊號的上升時間緩慢，如果在達到穩定狀態之前施加輸入訊號，則輸出可能會失真。