Коммутатор аналоговых сигналов Советский патент 1984 года по МПК H03K17/60 

1 Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использова но в системах передачи информации. Известен коммутатор аналоговых сигналов, содержащий входной дифференциальный усилитель с рокостабили зированным транзисторным каскадом и выходной усилитель, 3Недостаток такого коммутатора низкий диапазон коммутируемых сигна лов и высокое .выходное сопротивление во включенном состоянии. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является коммутатор аналоговых сигналов, содержащий первый и второй транзисторы дифференциального усилителя, у которого база первого транзистора с единена с входом коммутатора аналоговых сигналов, а база второго тран зистора соединена с его выходом, коллектор первого транзистора через последовательно включенные первый диод и первый резистор соединен с шиной Плюс питания, а коллектор второго транзистора через второй ре зистор - с шиной Плюс питания, эмиттеры первого и второго транзист ров объединены и соединены с коллек тором токостабилизирующего транзист ра диффере1А ;иального усилителя, эми тер которого через третий резистор соединен с шиной Минус питания, а база через последовательно соединен ные четвертый резистор и второй диод - с шиной Минус питания, точка соединения -первого диода и первого резистора соединена с базой третьего транзистора, эмиттер которого со единен через резистор с шиной Плюс питания, а коллектор - с выходом коммутатора аналоговых сигналов L2J Недостатки данного коммутатора низкий диапазон коммутируемых сигналов из-за значительного затухания сигнала в выключенном состоянии и низкая нагрузочная способность. Низкое затухание сигнала обуслов лено тем, что в выключенном состоянии входные сигналы проникают на выход через недостаточно высокоомные цепи закрытых эмиттерных перехо дов транзисторов дифференциального каскада. Сопротивление этой цепи меньше сопротивления цепи коллектор ных переходов, так как для большийства биполярных транзисторных струк тур емкость эмиттерного перехода вьш1е коллекторного, кроме того, кол 92 лекторный переход находится в обратном смещении, что еще больше уменьшает емкость перехода. Цель изобретения - увеличение диапазона коммутируемых сигналов и нагрузочной саособности. Поставленная цель достигается тем, что в коммутатор аналоговых сигналов , содержащий первый и второй транзисторы дифференциального усилителя, у которого база первого транзистора соединена с входом коммутатора аналоговых сигналов, а база второго транзистора - с его выходом, коллектор первого транзистора через последовательно включенные первый диод и первый резис ор соединен с шиной Плюс питания, а коллектор второго транзистора через второй резистор с шиной Плюс питания, эмиттеры первого и второго транзисторов объединены и соединены с коллектором токостабилизирующего транзистора дифференциального усилителя, эмиттер которого через третий резистор соединен с шиной Минус питания, а база через последовательно соединенные четвертый резистор и йторой диод с шиной Минус питания, точка соединения первого диода и первого резистора соединена с базой третьего транзистора, эмиттер которого соединен через пятый резистор с шиной Плюс питания, а коллектор - с выходом коммутатора аналоговых сигналов, введены первый, второй.и третий дополнительные транзисторы и два дополнительных резистора, при этом эмиттер первого дополнительного транзистора соединен с базой токостабилизирующего транзистора, база - с шиной управления, а коллектор через первый дополнительный резистор с шиной Плюс питания и непосредственно с базой второго дополнительного транзистора, коллектор которого соединен с шиной Плюс питания, а эмиттер - с эмиттерами первого и второго транзисторов дифференциального усилителя и базой третьего дополнительного транзистора, коллектор которого через второй дополнительный резистор соединен с шиной Минус питания, а эмиттер -. с выходом коммутатора аналоговых сигналов. На чертеже показана принципиальная схема коммутатора аналоговых сигналов. 31 Предлагаемый коммутатор представляет собой переключаемый широкополос ный усилитель с дифференциальным кас кадом на входе и последовательнобалансным усилителем на вйкоде, рхваченный глубокой отрицательной обратной связью, и содержит дифференциальный усилитель с первым 1 и вторым 2 транзисторами, базы которых соответственно связаны с входом 2 и выходом 4 коммутатора, коллекторы через первый диод 5 и первый резистор 6 и второй резистор 7 - с шиной Плюс питания 8, причем точ.ка соединения первого диода 5 и первого резистора 6 соединена с базой третьего транзистора 9, эмиттер которого через пятый резистор 10 соединен с шиной Плюс питания 8, а коллектор - с базой второго транзистора 2 и выходом 4 коммутатора. Эмит теры первого 1 и второго 2 транзисто ров соединены с коллектором токостабилизирующего транзистора I1 дифференциального усилителя, эмиттер которого через третий резистор 12 подсоединен к шине Минус питания 13, а база соединена через последователь но включенные второй диод 14 и четвертый резистор 15 с шиной Минус питания 13 и эмиттером первого дополнительного транзистора 16. База перво-го дополнительного транзистора 16 соединена с шиной 17 управления, а коллектор через первый дополни- . тельный резистор 18 - с шиной Плюс питания 8 и базой второго дополнител Ного транзистора 19, коллектор которого соединен с шиной Плюс питания 8, эмиттер - с базой третьего дополнительного транзистора 20, коллектор которого через второй дополни: тельный резистор 21 соединен с шиной Минус питания 13, а эмиттер - с выходом 4 коммутатора. Устройство работает следующим образом. При поступдении на шину 17 управления потенциала, открывающего пер794вый дополнительный транзистор 16, который работает в ключевом режиме, на базе транзистора I1 устанавливается потенциал, при котором через транзисторы 1 и 2 протекает ток усилительного режима. В точке соединения диода 5 и резистора 6 устанавливается потенциал, обеспечивающий усилительный режим третьего транзистора 9, по коллектору которого замыкается отрицательная обратная связь коммутатора во включенном состоянии. Третий дополнительный транзистор 20 работает в режиме эмиттерного повторителя и образует с третьим транзистором 9 последовательнобалансный усилитель,- который значительно уменьшает выходное сопротивление во включенном состоянии. Второй дополнительный транзистор 19 находится в выключенном состоянии и не препятствует нормальной работе схемы во включенном состоянии. Поступление на шину 17 управления потенциала, закрывающего первый дополнительный транзистор 16, вызывает последовательное закрывание всех транзисторов коммутатора и открывание второго дополнительного транзистора 19. При.этом на выходе коммутатора 4 сохраняется нулевой потенциал по постоянному току в выключенном состоянии. Открывание второго дополнительного транзистора 19 вызывает обратное смещение всех переходов транзисторов, подключенных к его эмиттеру, и -уменьшает барьерную емкость этих переходов, что повышает затухание в выключенном состоянии коммутатора, Кроме того, затухание коммутируемого сигнала еще более возрастает в результате его шунтирования по цепи низкоомного источника питания, Увеличение затухания в выключенном состоянии и уменьшение выходного сопротивления во включенном состоянии расширяет диапазон коммутируемых аналоговых и; импульсных сигналов.

2

(

8

d5

2u

J

/J

.КОММУТАТОР АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ, содержащий первый и второй транзисторы дифференциального усилителя, у которого база первого транзистора соединена с входом коммутатора аналоговых сигналов, a база второго транзистора - с его выходом, коллектор первого транзистора через последовательно включенные первый диод и первый резистор соединен с шиной Плюс питания, a коллектор второго транзистора через второй ре31ИСТОР - с шиной Плюс питания, эмиттеры первого и второго транзисторов Объединены и соединены с коллектором токостабилизирующего транзистора дифференциального усилителя, эмиттер которого через третий резистор соединен с шиной Минус питания, a база через последовательно соединенные четвертый резистор и второй диод - с шиной Минус питания, точка соединения первого диода и первого резистора соединена с базой третьего транзистора, эмиттер которого соединен через пятый резистор с шиной Плюс питания, a коллекторс выходом коммутатора аналоговых сигналов, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона коммутируемых сигналов и нагрузочной способности, введены первый, второй и третий дополнительные транзисторы и два дополнительных резистора, при этом эмиттер первогю |(Л дополнительного транзистора соединен с базой токостабилизирующего транзистора, база - с шиной управления, a коллектор через первый до§ полнительный резистор - с шиной Длюс питания и непосредственно с базой второго дополнительного транЮ зистора, коллектор которого соединен с шиной Плюс питания, a эмитте р эмиттерами первого и второго тран зисторов дифференциального усилителя и базой третьего дополнительного ;о транзистора, коллектор которого через второй дополнительный резистор соединен с шиной Минус питания, a эмиттер - с выходом коммутатора аналоговых сигналов.