اتصال کوتاه

.

.

این مدار اطلاعات پهنای پالس ورودی به آن را، پس از پایان پالس، به ولتاژ مستقیم (DC) تمیزی تبدیل می‌کند.

در فناوری‌های معمول، یک فیلتر RC سیگنال «مدوله‌شده در پهنای باند» (PWM) را به یک میانگین ولتاژ DC تبدیل می‌کند، اما در این روش پاسخ مدار کُـند است. برای چیره شدن بر کندی این روش، مدار زیر پیشنهاد می شود:

.

.

مدار ما از دو تقویت‌کننده‌ی عملیاتی IC₂ و IC₃ با جریان بایاس ورودی کم از نوع LT1880 و یک مدار مجتمع شامل 4 کلید آنالوگ (IC_1A تا IC_1D) از تیپ LTC202 برای ساخت طبقات «انتگرال‌گیر» (Integrator) و «نمونه‌گیر-نگه‌دار» (Sample-and-Hold) بهره برده است که در کنار هم پالس ورودی را به یک ولتاژ مستقیم تبدیل می‌کنند. خروجی مدار در پایان هر پالس ورودی، مقدار ثابتی خواهد داشت. در این مدار تبدیل یک پالس مثبت با نسبت یک به صفر یا «کارچرخه» (Duty cycle)‌ی کم را که پهنای آن بین 1 تا 2 میلی‌ثانیه در یک چرخه (پریود) 25 میلی‌ثانیه‌ای است، به یک ولتاژ مستقیم تمیز نشان می‌دهد. پالس ورودی مدار انتگراتور را روشن، خاموش و بازنشانی (ریست) کرده و ورودیِ طبقه‌ی نمونه‌گیر-نگه‌دار را کنترل می‌کند. پس از اجرای بازنشانی، دامنه‌ی پالسِ مثبت، مدار انتگرال‌گیر متشکل از R₁، C₁ و IC₂ را راه‌اندازی می‌کند. بخش نمونه‌گیر-نگه‌دار شامل IC_1B، C₂ و IC₃ در حالت نمونه‌گیری است، و در طول زمان "یک" بودن پالس، از خروجی انتگرال‌گیر نمونه‌برداری می‌کند.

هنگامی که پالس ورودی "صفر" می‌شود، این مدار ارتباط ورودی به طبقه‌ی نمونه‌گیر-نگه‌دار را قطع کرده و آن را به وضعیت "نگه‌داری" می‌برد. سپس مدار انتگرال‌گیر، تا زمان رسیدن پالس مثبت بعدی، در حالت بازنشانده باقی می‌ماند. در طول این زمان، کلید آنالوگ IC_1A باز می‌شود و ورودی انتگرال‌گیر را قطع می‌کند، IC_1C را می‌بندد تا خازن انتگراتور (C₁) تخلیه شود، و IC_1B را باز می‌کند تا ورودی به مدار نمونه‌گیر-نگه‌دار را قطع کند و نهایتاً آن را در حالت «نگه‌داری» قرار دهد. کلید آنالوگ IC_1D حالت‌های روشن/خاموش کلید  IC_1Cرا وارونه می‌کند.

تقویت‌کننده ی عملیاتی LT1880 انتخاب خوبی برای طبقات انتگرال‌گیر و نمونه‌گیر-نگه‌دار است، زیرا بیشینه‌ی جریان بایاس ورودی آن در دمای 25 درجه سانتی‌گراد فقط 900 پیکوآمپر، و در گام حرارتی میان 40- و 85+ درجه‌ی سانتی‌گراد دمای محیط، از بیشینه 1500 پیکوآمپر تجاوز نمی‌کند. برتری دیگر LT1880 این است که بیشینه‌ی انحراف ولتاژ افست ورودی آن تنها µV/°C 1/2 است. «بهره‌ی تبدیل» (Conversion gain) مدار را خازن و مقاومت بخش انتگرال‌گیر (C₁, R₁) تعیین می‌کنند.

برای به کمینه رساندنِ انحرافِ انتگرال‌گیر و «نرخ افت» (Drop rate) مدارِ نمونه‌بردار-نگه‌دار، باید خازن‌های C₁ و C₂ را از یکی از انواع پلی‌پروپیلن، پلی‌استایرن یا تفلون انتخاب نمود. نسبتِ ولتاژی که توسطِ مقدارهای R₃ و R₄ برقرار می‌شود، دامنه‌ی DC متناظر بر مقدارِ میانه‌ی پهنایِ پالسِ مثبت را تعیین می‌کند، که در این مثال 1/5 میلی‌ثانیه است.

.

.

در تصویر بالا ولتاژ خروجی مدار به عنوان تابعی از پهنای پالس نشان داده شده است. مدار را می‌توان به سادگی طوری تغییر داد که بهره‌ی تبدیل، و یا دامنه‌ی خروجی دیگری به دست آید، و یا مدار در محدوده‌ی دیگری از پهناهای پالس عمل کند. توجه داشته باشید که این مدار با پهنای پالس کار می کند و نه با مقدار «کارچرخه» (Duty cycle)‌ی پالس. طبقه‌ی نمونه‌گیر-نگه‌دار یک مدار حافظه‌ی آنالوگ است که ولتاژ مستقیم معادل با این پهنای پالس را نمایش می‌دهد.

.

.

.