单向采样门

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在了解了采样门的概念之后，让我们现在尝试了解采样门的类型。单向采样门可以允许正脉冲或负脉冲通过。它们使用二极管构成。

单向采样门电路由电容C、二极管D和两个电阻R₁和R_L组成。信号输入施加到电容，控制输入施加到电阻R₁。输出从负载电阻R_L获取。电路如下图所示。

根据二极管的功能，只有当二极管的阳极比阴极更正时，它才导通。如果二极管的输入端有正信号，则它导通。门信号为ON的时间段是传输周期。因此，它是输入信号被传输的期间。否则，传输是不可能的。

下图显示了输入信号和门信号的时间段。

如上图所示，输入信号仅在门为ON的期间内传输。

从电路中我们得到：

二极管的阳极施加了两个信号（V_S和V_C）。如果阳极的电压表示为V_P，阴极的电压表示为V_N，则输出电压获得为

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

所以二极管处于正向偏置状态。

$$V_O = V_S + V_1 > V_N$$

那么

$$V_O = V_S$$

当V₁ = 0时，

那么

$$V_O = V_S + V_1 这意味着 V_O = V_S$$

V₁的理想值为0。

因此，如果V₁ = 0，则整个输入信号出现在输出端。如果V₁的值为负，则会丢失一部分输入；如果V₁为正，则输入信号会叠加额外的信号出现在输出端。

所有这些都发生在传输期间。

在非传输期间，

$$V_O = 0$$

因为二极管处于反向偏置状态

当阳极电压小于阴极电压时，

$$V_S + V_C < 0 \: 伏$$

在非传输期间，

$$V_C = V_2$$

$$V_S + V_2 < 0$$

V₂的幅值应该远大于V_s。

$$|V_2| ≫ V_S$$

因为要使二极管反向偏置，电压V_S和V_C的和应该为负。V_C（现在是V₂）应该尽可能负，以便即使V_S为正，这两个电压的和也会产生负结果。

特殊情况

现在，让我们看看控制电压为某个负值时不同输入电压值的一些情况。

情况1

让我们举一个V_S = 10V，V_C = -10v (V₁) 到 -20v (V₂) 的例子

现在，当施加这两个信号（V_S和V_C）时，阳极的电压将为

$$V_P = V_S + V_C$$

由于这是关于传输周期的，所以只考虑V₁作为V_C。

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

因此，输出将为零，尽管施加了一定量的输入电压。下图解释了这一点。

情况2

让我们举一个V_S = 10V，V_C = -5v (V₁) 到 -20v (V₂) 的例子

现在，当施加这两个信号（V_S和V_C）时，阳极的电压将为

$$V_P = V_S + V_C$$

由于这是关于传输周期的，所以只考虑V₁作为V_C。

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

因此，输出将为5V。下图解释了这一点。

情况3

让我们举一个V_S = 10V，V_C = 0v (V₁) 到 -20v (V₂) 的例子

现在，当施加这两个信号（V_S和V_C）时，阳极的电压将为

$$V_P = V_S + V_C$$

由于这是关于传输周期的，所以只考虑V₁作为V_C。

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

因此，输出将为10V。下图解释了这一点。

情况4

让我们举一个V_S = 10V，V_C = 5v (V₁) 到 -20v (V₂) 的例子

现在，当施加这两个信号（V_S和V_C）时，阳极的电压将为

$$V_P = V_S + V_C$$

由于这是关于传输周期的，所以只考虑V₁作为V_C。

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

因此，输出将为15V。

输出电压受到施加的控制电压的影响。该电压与输入电压相加以产生输出电压。因此，它会影响输出电压。

下图显示了这两个信号的叠加。

我们可以观察到，仅施加门电压时，输出将为5v。当同时施加两个信号时，V_P显示为V_O。在非传输期间，输出为0v。

如上图所示，传输期间和非传输期间的输出信号差异（当V_S = 0时，未施加输入信号）被称为**基座**。该基座可以为正或负。在这个例子中，我们在输出端得到一个正基座。

RC对控制电压的影响

如果在控制电压达到稳定状态之前施加输入信号，则输出会发生一些失真。

只有当控制信号为0v时施加输入信号，我们才能得到正确的输出。这个0v是稳定值。如果在此之前施加输入信号，则会发生失真。

A点控制电压的缓慢上升是由于存在的RC电路。RC产生的时间常数会影响该波形的形状。

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单向采样门的优缺点

让我们来看看单向采样门的优缺点。

优点

• 电路简单。

• 输入和输出之间的时间延迟非常低。

• 它可以扩展到更多数量的输入。

• 在非传输期间不吸取电流。因此，在静态条件下，没有功耗。

缺点

• 控制信号和输入信号（V_C和V_S）之间存在相互作用。

• 随着输入数量的增加，控制输入的负载增加。

• 输出对控制输入电压V₁（V_C的上限）敏感。

• 一次只能施加一个输入。

• 由于控制信号的上升时间缓慢，如果在达到稳定状态之前施加输入信号，则输出可能会失真。