Многоканальный коммутатор Советский патент 1991 года по МПК H03K17/687 

Изобретение относится к области вычислительной техники. Наиболее часто многоканальные коммутаторы используются для .уменьшения физичес ких размеров и массы систем сбора и обработки информации за счат уменьшения числа элементовj требуемых для обработки большого числа аналоговьк сигналов.

Цель изобретения.- повышение точ нести многоканального коммутатора.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого многоканального KOMi iVTSTopa; на фиг,2 представлен один из примеров конкретного выполнения его принципиальной схемь. Многоканальный коммутатор содержит в каждом канале ключевой ЩП- транзистор Ч, через который входная шина 2 кЬммутатора соединена ,с входом общего для всех каналов повторителя 3 наххряжения, первый блок 4 сдвига напряжения, через который выход повторителя напряжения, являющийся выходной шиной 5 коммутатора, соединен с подпожками ключевых 1 и дополнительных 6 МДП-транзисторов, второй блок 7 сдвига напряжения и первый резистор 8, через которые выходная ши}1а 5 коммутатора соединена с входом повторителя 3 напряжения, усилитель 9, инвертирующий вход которого через дополнительные МДП-тра} зисторы 6 соединен с входной шиной 2 коммутатора,а через третий резистор 10 с выходом уСилителя 9р второй резистор 11, через который выход усилителя 9 соединен с входом повторителя 3 напряжения и неинвертнрующим входом усилителя 9s блок 12 управления, выходы кото- рого соединены с затворами ключевых и дополнительных 1-ЗДП-транзисторо8, . необходи я е ддш работоспособности коммутатора шины ISj 4 и 15 пита- ния. С; которьиФ соединены соответствующие выводы повторителя напряжения j усилителя 9, блоков 4 и-7. сдвига напряжения и блока 12 управления Коммутатор работает следующим об разом

В соответствии с уровнями сигналов на затворах ключевых 1 и дополнительных 6 ВДП-тралзисторов открыт ключевой 1 1Д11 Транзистор 1 проводящего например,т-го канала коммутатора. Ключевые МДП-транзисто ры I непроводящих каналов и дополнительные

МДП-транзисторы 6 всех каналов заперты. Напряжение на входе повторителя 3 напряжения равно напряжению источника сигнала, подключенного к входу т-го йанала.с погрешностью смещения, определяемой падением напряжения на выходном сопротивлении R, этого источника сигнала и сопротивления

WTT

зистора 1 га-го канала:

г,открытого ключевого ЩП-транt,, и

О.т

цт.кяЛ

( . о

)-i:

Ц.М. ЧМ.о.т R Ц

Кж.йт

Ci,

izl

tim..,

где п - число каналов коммутатора; I„„ - входной ток повторителя 3 нап- .. - - ток утечки открытоо

5

0

ряжения; .,„.„. го ключевого МДП-транзистора 1 т-ка- налаг; 1, ток утечки запертого ключевого МДП-транзистора 1 i-Ka- нала; 1д и Хд - компенсацио ные токи, протекающие через первый 8 и второй 11 резисторы; lym.an, ток утечки запертого,дополнительного НЦП-транзистора 6 со стороны входа т-го канала. Падение напряжения на третьем резисторе 10

и„

±i

fit

Чт.Э.|

i)

(2)

где „ ток инйертирующего входа

R, t

сопротивление 10, I,,w.a.i - ток

усилителя 9; третьего резистора утечки дополнительного МДП-транзистора 6 i-ro.канала (i 1,2,,..,п), Ток через второй резистор II

40

.«У«i-t.§«

(3)

где R - сопротивление второго per зистора 1I; е - напряжение смеще- ния усилителя 9| I - ток неинвертирующего входа усилителя 9. Можно ;

выбрать RjORaR.

50

С учетом уравнений (2) и (3) погрешность смещения

и„ + и.

+ 1«

(

«.п, )tlr

+ I

(4)

.vi

гч . . , .ima.. , «Ai

- I

aiTi.e.t

Подбором величины сопротивления RA первого резистора можно скомпенсировать погрешность смещения до пренебрежимо малой величины. При иэме R,

нении уровней входных сигналов и тем- 5 га напряжения могут быть вьтолнены

пературы окружающей среды погрешность смещения

кЛ - (Rr -Л,.и )tA,I

O.tTt

чгп.о,гп

и

,,n,K,( A,IWM., - Vvm.a.;

(tfn

.клг V-Jma.,-) J -R,(u,l

(5)

amJ.tn 2- -am.a.m )

где знаком A снабжены изменения со-. ответствующих токов, вызываемые изменением уровней входных сигналов, а знаком Aj- изменения соответствующих токов, вызываемое изменением температуры окружающей среды. В формуле (5) отсутствуют температурные измерения токов „.„« IJ 1 а также напряжения смещения , которые при практической реализации коммутатора можно сделать пренебрежимо малыми. При применении однотипных ключевых и дополнительных МДП-транзисторов в интегральном исполнении, у которых

1

+ ,... a.i

9h,.к.1 .K,i

+ Л

/.(т.д.

погрепшость смещения предлагаемого |сомм татора меньше аналогичной пог- рещности известных устройств.

Примером конкретного выполнения предлагаемого коммутатора является многоканальнь1й (п 96) ком утатор (см,фиг.2), повторитель.3 напряжения и усилитель 9 которого вьтолнены на операционных усилителях в интегральном исполнении, например на микросхемах К544УД2А, ключевые 1 и др- пблии.тельные 6 ЩП-транзисторЫ - на

и12893714

микросхемах К168КТ2Б. В качестве второго II и третьего 10 резисторов следует применить одинаковые резисторы

R,

R 0 Ом). Блоки 4 и 7 сдвим- 5 га напряжения могут быть вьтолнены

0

J5

0 5 0

5

5

по известным схемам. То же относится к блоку 12 управления.

Формула изобретенная

Многоканальный коммутатор, содержащий в каждом канале ключевой 1Щ11- . транзистор, через который входная шя- на соединена с входом общего для всех каналов повторителя напряжения, выходы которого через первый блок сдвига напряжения и непосредственно соединены соответственно с подложками ключевых Mfln-TpaH- зисторов и выходной шиной, второй блок сдвига напряжения, входы которого соединены с сортветствукнцими выходами повторителя напряжения, выход второго блока сдвига напряжения через первый резистор соединен с входом повторителя напряжения, бяой управления, выходы которого соединены с затворами ключевых ЦШ тpaнзиc- торов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены усилитель,второй и третий резисторы и в каждый канал .дополнительный НЦП-транзистор, причем неинвертирующий вход усилителя соединен с входом повторителя напр,я, жения и через второй резистор с BW ; ходом усилителя, инвертирующий вход . усилителя соединен через соответст ; вукацие дополнительные ЩП-тран зис - ; торы с соответствующими входньв4И ши- , нами, а, через третий резистор) с выходом усилителя, подложки дополни - . тельных ОДП-транзисторов соединены с выходом первого блока сдвига напряжения, а затворы дополнительных МДП- . транзисторов соединены с соответст вующим выходом блока управления,

вло§ы у проблемия

Редактор Т.Юрчикова

Составитель Л.Скобелева Техред И.Попович

Заказ 3049. - Тираж 472Подписное

BliffiCKi Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий ,

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

ПроизводстБенно полигра4мческое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектйая 4

Фиг.2

Корректор М.Самворская

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для уменьшения га баритов и мдссы систем сбора и обработки информации путем уменьшения числа элементов, требуемых для обработки большого числа аналоговых сигналов. Цель изобретения - повышение точности многоканального коммута- . тора дрстигается за счет введения усилителя 9, второго 11 и третьего 10 резисторов и дополнительного МДП-транзистора 6 в каждый кш}ал. Коммутатор, кроме того, содержит в каждом канапе ключевой МДП-транзис- тор 1, входную шину 2, повторитель 3 напряжения, блоки 4 и 7 сдвига . напряжения, выходную шину 5« первый резистор 8 блок 12 управления, шины 13,14 и 15 питания.: Блоки 4, 7 и 12 могут быть выполнены по известным схемам. 2 ил. л -, S го 00 ;о 00 К1