دیود نمونه بردار (Sampling Diode)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود نمونه بردار (Sampling Diode) :
دیود نمونه بردار (Sampling Diode) یک نوع دیود تخصصی است که در مدارات نمونه بردار (Sampling Circuits) برای نمونه برداری از سیگنال های فرکانس بالا استفاده می شود. این دیودها باید دارای زمان پاسخ بسیار سریع (در حد پیکوثانیه) و ظرفیت خازنی بسیار پایین باشند تا بتوانند یک "نمونه" لحظه ای از یک سیگنال سریع را بگیرند و به یک خازن ذخیره (Hold Capacitor) منتقل کنند.
ساختار دیود نمونه بردار معمولا بر اساس دیودهای شاتکی (Schottky Diodes) با بسته بندی بسیار کوچک و با اندوکتانس پایین (مانند بسته های Beam-Lead یا تراشه های برهنه) است. در برخی موارد، از دیودهای با بازیابی مرحله ای (Step Recovery Diodes) نیز برای تولید پالس های بسیار کوتاه نمونه برداری استفاده می شود.
مکانیزم کار در یک مدار نمونه بردار ساده (مانند نمونه بردار پیک - Peak Sampler) به این صورت است: یک پالس بسیار کوتاه (گیت) به دیود اعمال می شود و آن را برای یک مدت زمان بسیار کوتاه روشن می کند. در این مدت کوتاه، خازن تا ولتاژ لحظه ای سیگنال ورودی شارژ می شود. پس از قطع پالس، دیود خاموش شده و ولتاژ در خازن حفظ می شود تا توسط یک مدار بعدی (مانند یک تقویت کننده) خوانده شود.
پارامترهای مهم دیود نمونه بردار عبارتند از:
زمان روشن شدن (Turn-on Time) و زمان خاموش شدن (Turn-off Time): باید بسیار کوتاه باشند (پیکوثانیه).
ظرفیت خازنی (C_j): باید بسیار کم باشد تا سرعت مدار بالا رود.
ولتاژ آستانه (V_F): باید کم باشد تا سیگنال های ضعیف نیز قابل نمونه برداری باشند.
جریان نشتی (I_R): باید کم باشد تا ولتاژ ذخیره شده در خازن به سرعت تخلیه نشود.
کاربرد اصلی دیود نمونه بردار در اسیلوسکوپ های نمونه بردار (Sampling Oscilloscopes) برای مشاهده سیگنال های تکراری با فرکانس بسیار بالا (چند گیگاهرتز تا چند ده گیگاهرتز) است. همچنین در تحلیل گرهای طیف (Spectrum Analyzers) و برخی سیستم های مخابراتی برای نمونه برداری از سیگنال های RF استفاده می شود.
سری معروف دیودهای نمونه بردار شامل محصولات شرکت هایی مانند Hewlett-Packard (اکنون Avago/Broadcom) و برخی تولیدکنندگان تخصصی است. این دیودها معمولا در بسته بندی های خاص و گران قیمت عرضه می شوند.
در نهایت، دیود نمونه بردار یک قطعه تخصصی برای کاربردهای اندازه گیری فرکانس بالا است و نقش مهمی در تجهیزات تست و اندازه گیری پیشرفته ایفا می کند.
