Аналоговый ключ Советский патент 1983 года по МПК H03K17/00 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронной ко--мутааонной технике, и может быть использовано, например, в спект рометрических устройствах йдерногсЗ приборостроения. Известен аналоговый ключ, содержащий дифференциальный усилитель и два управляемых ключевых элемента управляемые ключевые элементы последовательно включены в цепь отрицательной обратной связи дифференциального усилителя, а точка соединения управляемых ключевые элементов соединена с шиной подключения нагруз ки 1. К недостаткам известного устройства следует отнести ограниченный ди апазон коммутируемых сигналов и огра ниченные функциональные возможности Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и схемной реализации является аналоговый ключ, содержащий дифференциальный усилител первый и второй управляемые двухпозиционные переключатели, генератор тока и первый и второй резисторы, первые выводы которых объединены и подключены ,к инвертирующему входу дифференциального усилителя, вход первого и вход второго упра вляемого двухпозиционного переключателя, первые выводы которых объединены и подключены к второму выводу второго резистора, соединены соответственно с выходом дифференциального усилителя и с первым выводом генератора.тока, второй вывод которого соединен с общей шиной 2. К недостаткам этого устройства также следует отнести малый диапазо коммутируемых сигналов и ограниченную область использования. Малый ди апазон коммутируемых сигналов обусловлен низким сопротивлением аналогового ключа в разомкнутом состоянии а его ограниченная область использования - инвертированием входного коммутируемого сигнала, в результате чего известный аналоговый ключ не может быть использован в системах с однополярным питанием. Цель изобретения - увеличение ди апазона коммутируемых сигналов и расширения области использования. Для достижения цели в аналоговый ключ, содержащий дифференциальный усилитель, первый и второй управляемые двухпозицирнные переключатели, генератор така и первый, и второй резисторы, первые выводы которых объединены и подключены к инвертирующему входу дифференциального уси лителя, вход первого и вход второго управляемых двухпозиционных переклю чателей, первые выходы которых объединены и подключены к BTopc iy выводу второго резистора, соединены соответственно с выходом дифференциального усилителя и с первым выво-v дом генератора тока, второй вывод которого соединен с общей шиной, введены дополнительный дифференциальный усилитель и третий и четвертый резисторы, причем неинвертирующие входы дифференциальных усилителей подключены к входной шине, выход дополнительного дифференциального усилителя подключен к выходной шине, а через третий резистор соединен с инвертирующим входом дополнительного, дифференциального усилителя и с вторым выходом второго управляемого двухпозиционного переключателя, между первым и вторым выходом которого включен четвертый резистор, второй выход первого управляемого двухпозиционного переключателя соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя, а второй вывол первого резистора подключен к общей шине. На чертеже изображена принципи|альная схема предлагаемого устройства. Аналоговый ключ содержит дифференциальный усилитель 1,- дополнительный дифференциальный усилитель 2, генератор 3 тока, первый и второй управляемые двухпозиционные переключатели 4 и 5, первый, второй, третий и четвертый резисторы 6-9. Неинвертирукяцие входы дифференциальных усилителей 1 и 2 соединены с входной шиной 10, а выход дифференциального усилителя 2-е выходной шиной 11. Аналоговый ключ функционирует следующим образом. В замкнутсяи состоянии управляемый двухпозиционный переключатель 4 соединяет выход дифференциального усилителя 1 с его инвертирующим входом. Резистор 7 включается при этом в цепь обратной связи дифференциального усилителя 2. Управляелвлй двухпозиционный переключатель 5 соединяет выход генератора 3 тока с инвертирующим входом дифференциального усилителя 2. Для получения коэффициента передачи коммутиру оного входного сигнала равным 1 сопротивления резисторов 6-9 выбираются одинаковыми. Генератор тока 3 создает на сопротивлении резистора 8 напряжение пьедестала, передаваемое на выходную шину 11 вместе с коммутируемыгл сигналом. Напряжение пьедестала формируется для улучшения линейности передачи при малых значениях коммутируемого сигнала. Это напряжение вычитается в последующих цепях,. В разомкнутом состоянии аналогового ключа управляемый двухпозиционный перекдючатель 4 соединяет выход

,дифференциального усилителя 1 с точкой соединения резисторов 7 и 9. Резистор 7 включается при этом в цепь обратной связи дифференциального усилителя 1 и коэффициент передачи сигнала с входной шины 10 на выходную шину 11 будет равным О. Управляемый двухпозиционный переключатель 5 в разомкнутом состоянии анёшогового клйзча замыкает генератор тока 3 через выходную цепь дифференциального усилителя 1. Напряжение пьедестала на выходной шине 11 при этом равно О.

Положительным эффектом предложенного технического решения является увеличение диапазона коммутируемых сигналов и расширение области испольоования аналогового ключа. В известном устройстве в разсялкнутсм состоянии напряжение на выходной шине составляет К, где U., - ксялмутируемое напряжение, а К- коэффициент усиления используемого дифференциального усилителя при рйзс кнутой цепи обратной связи. Так как значение К должно быть невелико (для обеспечения монптонного характера переходной характеристики), то сопротивление известного аналогов

вого ключа в разслпснутсм сос5оянии мало, что и ограничивает диапазон коммутируемыхсигналов. .

В предлагаемом же устройстве в разомкнутсЯ4 состоянии напряжение на выходной шине 11 составляет

2-

Чсом/

где коэффици2-1еТят усиления диффе1ренц14ального усилителя 1 с замкнутой цепью обратной связи 1«оэффициент усиления

0 дифференциального усилителя 2 с замкнутой цепью отрицательной связи по неинвертирукяцему входу; К2 коэффициент усиления дифференциального усилителя 2 с замкнутой цепью (Отрицательной связи по инвертиру5ющему входу. Если сопротивление резйЬторпв 6-9 равны, то К 2, К 2 и Kjjs 1. В случае напряжение на выходной шине 11 с высокой степенью точности равно нулю. Это в конечном

0 счете и обеспечивает увеличение диапазона коммутируемых сигналов.

Расширение области использования аналогового ключа обусловлено отсут5ствием инвертирования коммутируемо госигнала, что позволяет использовать предлагаемый аналоговый ключ в системах с однополярным питанием.

АНАЛОГОВЫЙ КЛЮЧ, содержащий дифференциальный усилитель, первый и второй управляемые двухпозиционные переключатели, генератор тока и первый и второй резисторы, первые выводы которых объединены и подключены к инвертирующего входу дифференциального усилителя, вход первого и вход второго управляемых двухПОЗИЦИОННЫ1С переключателей, первые вьоходы которых объединены и подклю чены к второму выводу второго резистора, соединень соответственно с выходом дифференциального усилителя и с первым выводом генератора тока, второй вывод которого соединен с общей шиной, отличающийс я тем, что, с целью увеличения диапазона коммутируемкк сигналов и . расширения области использования, в него введены дополнительный дифференциальный усилитель и третий и четвертый резисторы, причем неинвертируюцие входы дифференциальных усилителей подключены к входной шине, выход дополнительного дифференциального усилителя подключен к выходной шине, а через третий резистор соединен с инвертирующим входом дополнительного дифференциального усилителя и с вторш-1 выходом второго управляемого двухпозиционного переключаСП теля, между первым и вторым выходом которого включен четвертый резистор, второй выход первогр управляемого двухпозиционнЬго переключателя соединен с инвертирующим входом дифференцисшьного усилителя, а второй вывод первого резистора подключен к . общей шине.