Коммутатор аналоговых сигналов с запоминанием Советский патент 1984 года по МПК H03K17/16 

i Изобретение относится к электрон ной технике, а .более конкретно к электронной коммутационной технике, и может быть использовано, например в устройствах многоканальной коммутации. Известен коммутатор аналоговых сигналов с запоминанием, содержащий два дифференциальных усилителя, охваченных отрицательной обратной связью, ключ и конденсатор, конденсатор вкгаочен между неинвертирующим входом второго дифференциального усилителя, который через ключ соединен с выходом первого дифференсвального усилителя, и общей шиной, выход второго дифференциального усилителя соединен с выходной щиной устройства, а вход первого дифферен циального усилителя подключен к входной шине t1 К недостатку подобных устройств следует отнести низкую точность передачи коммутируемого сигнала. По технической сущности и схемно реализации наиболее близким к изобретению Является коммутатор аналоговых сигналов с запоминанием, содержащий дифференциальный усилйтель, два повторителя напряжения, ,первую и вторую группы ключей, первый, второй, третий и четвертый ключи и два конденсатора, первые вы воды ключей первой и второй групп соединены с входными шинами устройства, первьй конденсатор включен между входом первого повторителя напряжения, который соединен с первым вьшодом первого ключа, и общей шиной, второй конденсатор включен между входом второго повторителя на пряжения, который соединен с. первым вьшодом второго ключа, и общей шиной, выход первого и выход второго повторителей напряжения через трети и четвертый ключи соответственно соединены с выходной шиной устройства 2 „ К недостаткам известного устройства следует отнести низкую точност передачи коммутируемого сигнала. В режиме выборки эта низкая точность обусловлена проникновением сигналов через закрытые каналы, а в релиме хранения - значительными токами утечки конденсаторов, используемых для запоминания напряжения. 7 С целью повышения точности передачи коммутируемого сигнала в коммутатор аналоговых сигналов с запоминанием, содержащий дифференциальный усилитель, два повторителя напряжения, первую и вторую группы ключей, первый, второй, третий и четвертый ключи и два конденсатора, первые выводы ключей первой и второй групп соединены с входными шинами уст,ройства, первый конденсатор включен между входом первого повторителя напряжения, который соединен с первым выходом первого ключа, и общей шиной, второй конденсатор включен мезвду входом второго повторителя напряжения, который соединен с первым вьшодом второго ключа, и общей шиной, выход первого и выход второго повторителей напряжения через третий и четвертый ключи соответственно соединены с выходной шиной устройства, введены третья, четвертая , пятая и шестая группы ключей и пятьй, шестой, седьмой, восьмой, девятьй и десятьй ключи, между вторым вьшодом кавдого ключа первой группы и неинвертирутощим входом дифференциального усилители включен ключ третьей группы, между вторым вьшодом каждого ключа второй группы и неинвертирующим входом дифференхщального усилителя включен ключ :eтвepтoй группы, между каждой точкой соединения ключей первой и третьей групп и,инвертирующим входом дифференциального усилителя включен ключ пятой группы, мелвду каждой точкой соединения ключей второй и четвертой групп и инвертирующим входом дифференциального усилителя включен ключ шестой группы, второй вьшод первого ключа через пятый ключ соединен с вь1ходом дифференциального усилителя, а через шестой ключ подключен к выходу первого повторителя напряжения, которьй через седьмой ключ соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя, второй вьшод второго ключа через восьмой ключ соединен с выходом дифференциального усилителя, а через девятый ключ подключен к выходу йторого повторителя напряжения, который через десятый ключ соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя.

на чертеже приведена схема конкретной реализации описьгоаемого технического решения для случая, когда первая и вторая группы ключей (а следовательно, и все остальные группы ключей) содержат по три ключа.

Коммутатор аналоговых сигналов с запоминанием содержит дифференциальный усилитель 1, первый и. второй повторители 2, 3 напряжения, первую группу ключей 4,5,6, вторзпо группу ключей 7, 8, 9, третью группу ключей 10,11,12, чет вертую группу ключей 13, 14, 15, пятую группу ключей 16, 17,18, шестую группу ключей 19,20,21, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый ключи 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, первьй и второй конденсаторы 32, 33. Первые вьюоды ключей 4, 5, 6 первой группы и первые вьюоды ключей 7, 8, 9 второй группы подключены к входным шинам 34, 35 устройства,, выходы повторителей 2 и 3 напряжения через третий и четвертый ключи 24, 25 соединены с выходной шиной 36 устройства.

Коммутатор аналоговых сигналов с запоминанием функционирует следующим образом.

В состоянии выборки аналогового сигнала с одной из входных шин 34 замыкаются соответствующие ключи первой и третьей групп, например ключи 4 и 10. Остальные ключи первой и третьей группы разомкнуты. Ключ 16.пятой группы разомкнут , а остальные ключи пятой группы и все ключи шестой группы замкнуты. Замкнуты также первьй, пятыйи седьмой ключи 22, 26, 28, а третий и десятый ключи 24, 31 разомкнуты. В Этом случае дифференциальный усилитель 1 охвачен отрицательной обратной связью с выхода повторителя 2 напряжения, и первый конденсатор 32 заряжается до напряжения, присутствующего на одной из входных шин 34,, подключенной к йервому вьгооду ключа 4. В каадом из разомкнутых ключей третьей и четвертой групп оба вьтодаподдерживаются под одинаковым потенциалом, что способствует уменьшению проникновения сигналов из разомкнутых каналов.

Для перевода устройства в режим хранения сигнала с входных шин

34 и выборки сигнала с входных шин 35 (например, с входной шины, подключенной к первому вьюоду ключа 7) размыкаются ключ 4 первой группы, ключ 10 третьей группы и

ключ 19 шестой группы; замыкаются ключ 7 второй группы, ключ 13 четвертой группы и ключ 16 пятой группы. В разомкнутое состояние долимы быть переведены.также первьй, четвертьй, пятый, седьмой и девятый ключи 22, 25, 26, 28, 30. Второй, третий, шестой, восьмой и десятый ключи 23, 24, 27, 29, 31 должны быть переведены в замкнутое состояние.

В этим случае дифференциальный усилитель 1 охвачен отрицательной обратной связью, с выхода повторителя 3 напряжения, и второй конденсатор 33 заряжается до напряжения на выбранной входной шине (подключенной к первому вьюоду ключа 7). На выходной же шине 36 устанавливается напряжение, равное

напряжению на первом конденсаторе 32, до которого он зарядился в предшествующем режиме выборки с одной из входных шин 34. Причем оба вьгоода первого ключа 22 имеют

одинаковый потенциал вследствие замкнутого состояния шестого ключа 27, что способствует уменьшению тока утечки первого конденсатора 32. Устройство остается работоспособным и при использовании резисторов (линейных и нелинейных) вместо ключей пятой и шестой группы и вместо шестого и дейятого 27, 30 ключей. Однако при этом несколько уменьшается быстродействие и входное сопротивление.

Положительным эффектом описан-i ного технического, решения является увеличение точности передачи

коммутируемого сигнала. В режиме выборки этот положительный эффект обусловлен уменьшением проникновения сигналов из разомкнутых каналов за счет того, -что на всех

разомкнутых ключах третьей и четвертой групп поддерживается близкое к нулю напряжение. В режиме хранения точность передачи коммутируемого сигнала .увеличивается за счет того, что близким к нулю поддерживается напряжение между вьшодами ключа VnepBoro ключа 22 или второго ключа 23), через который

обкладка конденсатора , сохраняющего напряжение (первого конденсатора 32 или второго конденсатора 33), подключена к цепи заряда.

КОММУТАТОР АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ С ЗАПОМИНАНИЕМ, содержащий дифференциальный усилитель, два повторителя напряжения, первую и вторую группы ключей, первый, второй, третий и четвертый ключи и два конденсатора, первые вьшоды ключей первой и второй групп соединены с входньв и шинами устройства, первьй конденсатор включен между входом первого повторителя напряжения,-который соединен с первьм вьюодом первого ключа, и общей шиной,второй конденсатор включен между входом второго повторителя напряжения, который соединен с первым выводом второго ключа, и общей шиной, выход первого и.выход второго повторителей напряжения через третий и четвертый ключи соответственно соединены с выхо;|(ной шиНой устройства, отлиIt н чающийся тем, что, с целью повышения точности передачи коммутируемого сигнала, в него введены третья, четвертая, пятая и шестая группы ключей и пятьй, шестой,седьмой, восьмой, девятый и десятый ключи, между вторым вьшодрм каждого ключа первой группы и неинвертирующим входом дифференциального усилителя включен ключ третьей группы, между вторым вьшодом каждого ключа второй группы и неинвертирующим входом дифференциального усилителя включен ключ четвертой группы, между каждой точкой соединения ключей первой и третьей групп и инвертирующим входом дифференциаль(Л ного усилителя, включен ключ пятой группы, меяду каядой точкой соединения ключей второй и четвертой групп и инвертирующим входом дифференциального усилителя включен ключ шестой группы, второй вывод первого ключа через пятый ключ соединен с выходом дифференциального , усилителя, а через шестой ключ подключен к: выходу первого повтоел рителя напряжения, который через седьмой ключ соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя, второй вывод второго ключа через восьмой ключ соединен с выходом дифференциального усилителя, а через девятый ключ подключен к выходу второго повторителя напряжения, который черездесят ключ соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя.

п

гч г 3f

Ьг

7,1

а/

4

LT

:т

33