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Puertas de muestreo bidireccionales

sampling transistor

Las puertas bidireccionales, a diferencia de las unidireccionales, transmiten señales de polaridad positiva y negativa. Estas puertas se pueden construir utilizando transistores o diodos. A partir de diferentes tipos de circuitos, pasemos por un circuito formado por transistores y otro formado por diodos.

Puertas de muestreo bidireccionales que utilizan transistores

Una puerta de muestreo bidireccional básica consta de un transistor y tres resistencias. El voltaje de la señal de entrada VS y el voltaje de entrada de control VC se aplican a través de las resistencias sumadoras a la base del transistor. El diagrama de circuito que se muestra a continuación muestra la puerta de muestreo bidireccional utilizando un transistor.

Transistor de muestreo

La entrada de control VC aplicado aquí es una forma de onda de pulso con dos niveles V1 y V2 y ancho de pulso tpag. Este ancho de pulso decide el intervalo de transmisión deseado. La señal de puerta permite que la entrada se transmita. Cuando la señal de puerta está en su nivel más bajo V2, el transistor entra en la región activa. Entonces, hasta que la entrada de puerta se mantenga en su nivel superior, las señales de cualquier polaridad, que aparecen en la base del transistor, serán muestreadas y aparecerán amplificadas en la salida.

Puerta de muestreo bidireccional de cuatro diodos

El circuito de compuerta de muestreo bidireccional también se hace usando diodos. Una puerta de muestreo bidireccional de dos diodos es la básica en este modelo. Pero tiene pocas desventajas como

  • Tiene baja ganancia
  • Es sensible a los desequilibrios de la tensión de control.
  • Vn (min) puede ser excesivo
  • Hay una fuga de capacitancia de diodo

Se desarrolló una compuerta de muestreo bidireccional de cuatro diodos, mejorando estas características. Se mejoró un circuito de dos puertas de muestreo bidireccionales agregando dos diodos más y dos voltajes balanceados + vo –v para hacer el circuito de una puerta de muestreo bidireccional de cuatro diodos como se muestra en la figura.

Diodo bidireccional

Los voltajes de control VC y VC polarización inversa de los diodos D3 y D4 respectivamente. Los voltajes + vy –v polarizan hacia adelante los diodos D1 y D2 respectivamente. La fuente de señal está acoplada a la carga a través de las resistencias R2 y los diodos conductores D1 y D2. Como los diodos D3 y D4 tienen polarización inversa, están abiertos y desconectan las señales de control de la puerta. Por lo tanto, un desequilibrio en las señales de control no afectará la salida.

Cuando los voltajes de control aplicados son Vnorte y Vnorte, luego los diodos D3 y D4 conducta. Los puntos P2 y P1 están sujetos a estos voltajes, lo que hace que los diodos D1 y D2 reverenciar parcial. Ahora, la salida es cero.

Durante la transmisión, los diodos D3 y D4 están fuera. La ganancia A del circuito viene dada por

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

Por lo tanto, la elección de la aplicación de voltajes de control habilita o deshabilita la transmisión. Las señales de cualquiera de las polaridades se transmiten dependiendo de las entradas de control.

Aplicaciones de las puertas de muestreo

Hay muchas aplicaciones de los circuitos de puerta de muestreo. Los más comunes son los siguientes:

  • Ámbitos de muestreo
  • Multiplexores
  • Circuitos de muestreo y retención
  • Convertidores de digital a analógico
  • Amplificadores estabilizadores picados

Entre las aplicaciones de los circuitos de puerta de muestreo, predomina el circuito de alcance de muestreo. Intentemos tener una idea sobre el diagrama de bloques del alcance de muestreo.

Alcance de muestreo

En el alcance de muestreo, la pantalla consta de una secuencia de muestras de forma de onda de entrada. Cada una de esas muestras se toma en un tiempo progresivamente retrasado con respecto a algún punto de referencia en la forma de onda. Este es el principio de funcionamiento del alcance de muestreo que se muestra a continuación en el diagrama de bloques.

Alcance de muestreo

los generador de rampa y el generador de escalera genera las formas de onda de acuerdo con las entradas de disparo aplicadas. los comparador compara ambas señales y genera la salida que luego se da al circuito de la puerta de muestreo como una señal de control.

A medida que la entrada de control es alta, la entrada en el puerta de muestreo se envía a la salida y siempre que la entrada de control es baja, la entrada no se transmite.

Al tomar las muestras, se eligen en los instantes de tiempo, que se retrasan progresivamente en incrementos iguales. Las muestras consisten en un pulso cuya duración es igual a la duración del control de la puerta de muestreo y cuya amplitud está determinada por la magnitud de la señal de entrada en el momento del muestreo. El ancho de pulso producido entonces será bajo.

Al igual que en la modulación de pulsos, la señal debe muestrearse y mantenerse. Pero como el ancho del pulso es bajo, se amplifica mediante un circuito amplificador para estirarse y luego dado a un circuito de combinación de diodo-condensador para sostener la señal, para llenar el intervalo de la siguiente muestra. La salida de este circuito se le da al placas de deflexión vertical y la salida del circuito de barrido se da al placas de deflexión horizontal del osciloscopio de muestreo para mostrar la forma de onda de salida.

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