Переключатель аналоговых сигналов Советский патент 1988 года по МПК H03K17/687 

САЭ ЕХ О 4 СД

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в устройствах электронной коммутации .аналоговых сигналов.

Целью изобретения является повышение точности передачи аналогового сигнала за счет стабилизации сопротивления коммутируемого КМДП ключа в открытом состоянии и компенсации изменения этого сопротивления при изменении как температуры и напряжения питания устройства, так и при изменении величины коммутируемого аналогового сигнала.

Цель достигается путем введения повторителя напряжения в блок смеще ния и подачи аналогового сигнала с выхода повторителя в диагональ мостовой схемы блока смещения, благодаря чему выходные сигналы операционных усилителей блока смещения отслеживают изменение напряжения питания и величину коммутируемого аналогового сигнала.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Переключатель содержит 1 и второй 2 КМДП инверторы, блок смещения 3 и КМДП ключ 4, состоящий из параллельно включенных МДП транзистора-р-типа 5 и МДП транзистора п-типа 6. КМДП инверторы I и 2 включены между шиной питания 7 и шиной смещения 8. Вход первого КМДП инвертора 1 соединен с управляющей шиной 9 устройства, а ег выход соединен с входом второго КМДП инвертора 2 и с затвором МДП транзистора р-типа 5 КМДП ключа 4. Выход второго КМДП инвертора 2.прдключен к затвору МДП транзистора п-типа 6 КМДП ключа 4. Входная 10 и выходная 11 шины устройства подключены соответственно к входу и выходу КМДП ключа 4.

Блок смещения 3 включает в себя повторитель напряжения 12, первый 13 и второй 14 операционные усилители, дополнительный КМДП ключ 15 и семь резисторов 16-22. Первый 16 и второй 17 резисторы включены между инвертирующим входом и выходом соответственно первого 13 и второго 14 операционных усилителей. Третий 18 и четвертый 19 резисторы включены между разноименными входами соответственно первого 13 и второго 14 операционных усилителей. Дополнительный КМДП ключ 15, пятый 20, шестой 21 и седьмой 22 резисторы составляют схем

10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

моста, первая диагональ которого . включена между выходом повторителя напряжения 12 и общей шиной 23, а вторая диагональ включена между неинвертирующими входами операционных усилителей 13 и 14.

Дополнительный КМДП ключ 15 содержит параллельно включенные МДП транзисторы разного типа проводимости, причем затвор МДП транзистора р-типа и подложка МДП транзистора п-типа соединены с общей шиной 23, а затвор МДП транзистора п-типа и подложка МДП транзистора р-типа соединены с шиной питания 7. Объединенные токовые электроды МДП транзисторов являются выводами плеча схемы моста.

Повторитель напряжения 12 и операционные усилители 13 и 14 включены между шиной питания 7 и дополнительной шиной питания 24. Нагрузка 25 включается между выходной шиной 11 устройства и общей шиной 23. Выход первого операционного усилителя 13 подключен к шине смещения В, а выход второго операционного усилителя. 14 соединен с подггожкой МДП транзистора п-типа 6 ключа КМДП 4.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на управляющую шину 9 единичного сигнала КМДП ключ 4 открывается и аналоговый сигнал с входной шины 10 проходит на выходную шину 11 и в нагрузку 25. При этом входной аналоговый сигнал через повторитель напряжения 12 прикладывается также к первой диагонали схемы моста. При изменении величины коммутируемого напряжения модулируется величина сопротивлений КМДП ключа 4 и дополнительного КМДП ключа 15, который постоянно открыт и представляет собой активное сопротивление, которое в номинальном режиме (при балансировке) равно по величине сопротивлению пятого резистора 20. Величины сопротивлений шестого 21 и седьмого 22 резисторов равны между собой. Отношение сопротивлений пятого и седьмого резисторов, равное отношению сопротивлений дополнительного КМДП ключа 15 и шестого резистора 21, равно отношению эквивалентного сопротивления КМДП ключа 4 к величине сопротивления нагрузки 25.

С помощью указанных соотношений достигается идентичность изменения

сопротивлений основного КМДП ключа 4 и дополнительного КМДП ключа 15 при изменении величины входного аналогового сигнала.

Балансировка схемы моста производится при значении величины аналогового напряжения, при котором зквива- лентные сопротивления обоих КМДП клюФормула изобретения Переключатель аналоговых сигналов, содержащий первый и второй КМДП-ин- верторы, КМДП-ключ и блок смещения, включающий два операционных усилителя с первым и вторым резисторами соответственно в цепях отрицательной обратной связи, третий и четвертый ре

Изобретение относится к области электронной коммутационной техники и может быть использовано в устройствах электронной коммутации аналоговых сигналов. Цель изобретения - повьппение точности передачи аналогового сигнала за счет стабилизации сопротивления ключевого элемента во всем диапазоне коммутируемых напряжений. Переключатель содержит КМДП инверторы 1 и 2, блок 3 смещения и КМДП ключ 4. Введение в блок 3 смещения повторителя 12 напряжения и подача аналогового сигнала с его выхода в диагональ мостовой схемы блока 3 смещения позволяют выходным сигналам операционных усилителей 13 и 14 отслеживать изменение напряжения питания и величину коммутируемого аналогового сигнала. В данном ключевом элементе обеспечивается постоянное сопротивление с точностью 2% при коммутации аналоговых сигналов во всем диапазоне, изменяющемся от нулевого потенциала до напряжения питания. 1 ил. с S (Л

чей 4 и 15 имеют максимальные значе- д зисторы, включенные между разноименния. При зтом путем выбора величины сопротивлений достигается получение нулевых напряжений на выходах первого 1 3 и второго 14 операционных усилителей.

При изменении величины коммутируемого сигнала на входной шине 10 устройства сопротивление дополнительного КМДП ключа I5 уменьшается, что вызыными входами разных операционных усилителей, а также пятый, шестой, седьмой резисторы и дополнительный КМДП- ключ, которые включены между собой 15 по схеме моста, причем вьтоды второй диагонали моста подключены к неинвертирующим входам операционных усилителей, выходы которых подключены соответственно к шине смещения и к подвает разбаланс схемы моста и приводит 20 ложке МДП-транзистора п-типа КМДПк появлению на выходе первого операционного усилителя 13 положительного потенциала, а на выходе второго 14 операционного усилителя - отрицательного потенциала. В результате на затвор- МДП транзистора 5 р-типа КМДП ключа 4 поступает с выхода первого КМДП инвертора 1 более высокое по

отношению к общей шине напряжение, и сопротивление этого транзистора увеличивается. Подача более отрицательного напряжения с выхода второго операционного усилителя 14 на подложку МДП транзистора 6 п-типа КМДП ключа 4 также приводит к увеличению сопротивления этого транзистора. В результате суммарное сопротивление КМДП ключа 4 возрастает, что компенсирует его первоначальное уменьшение.

Изменение сопротивлений КМДП ключей 4 и 15 происходит также за счет изменения температуры и величины напряжения питания. В силу идентичности изменения величин эквивалентных сопротивлений КМДП ключей 4 и 15 указанным образом осуществляется также компенсация величины сопротивления КМДП ключа 4 при изменении температуры или напряжения питания.

Стабилизация сопротивления ключа канала передачи в открытом состоянии

,обеспечивает повьшзение точности передачи аналогового сигнала.

В Ш1-ШИ Заказ 890/55

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ными входами разных операционных усилителей, а также пятый, шестой, седьмой резисторы и дополнительный КМДП- ключ, которые включены между собой по схеме моста, причем вьтоды второй диагонали моста подключены к неинвертирующим входам операционных усилителей, выходы которых подключены соответственно к шине смещения и к под5

5

ключа, затвор МДП-транзистора р-типа и подложка МДП-транэистора п-типа дополнительного КМДП-ключа, а также затвор МДП-транзистора п-типа и подложка МДП-транзистора р-типа того же КМДП-ключа попарно объединены, разноименные токовые электроды этих транзисторов попарно соединены и являются вьшодами плеча схемы моста, КМДП-ин0 верторы включены между шиной питания и шиной смещения, причем вход первого КМДП инвертора соединен с управляющей щиной устройства, а его выход- с входом второго КМДП-инвертора и с затвором МДП-транзистрра р-типа КМДП- ключа, подложка которого подключена к шине питания, выход второго КМДП- инвертора соединен с затвором МДП- транзистора п-типа КМДП-ключа, входная и выходная шины устройства подключены соответственно к входу и выходу КМДП-ключа, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности передачи аналогового сигнала, в

с него введен повторитель напряжения, вход которого.подключен к входной шине устройства, а первая диагональ схемы моста включена между выходом повторителя напряжения и общей шиной устройства, затворы МДП-транзисторов п- и р-типа дополнительного КМДП-ключа подключены соответственно к шине питания и к общей шине устройства.

0

0

Тираж 928 Подписное