Коммутатор сигналов переменного тока Советский патент 1988 года по МПК H03K17/60 

т/

(Л

а

00

Изооретенне относится к импульсной технике и может быть использован для кo lyтaции сигналов переменного тока в устройствах автоматики и измерительной техники.

Цель изобретения - повышение КПД ком г татора за счет уменьшения потер в транзисторн -1х ключах.

На чертеже изображена схема коммутатора сигналов переменного тока.

Ком -гутатор сигналов переменного тока содержит N транзисторных ключей 1-1, ..., 1-N, общий резистор 2, N входных шин 3-1, ..., 3-N, N управляющих шин 4-1, ..., 4-N, выходную шину 5, шину 6 питания, общую шину 7 и в каждом транзистор 1ом ключе 1-1, .. 1-N первый 8, второй 9 и третий 10 транзисторы, первый 11 и второй 12 резисторы, первый 13 и второй 14 диоды, конденсатор 15. При этом эмиттеры первых транзисторов 8 всех транзисторных ключей 1-1, ..., 1-N подключены к общей шине 7, базы через первые резисторы 11 соединены с соответствующей управляющей шиной 4-1, ,.., 4-N, а коллекторы через вторые резисторы 12 подключены к шине 6 питания. 3NnfTTepb вторых транзисторов 9 всех транзисторных ключей 1-1, ... 1-N соединены с выходной шиной 5 и через o6iuvnj резистор 2 с общей шиной 7, а коллекторы подключены к шине 6 питания. Коллектор третьего транзистора 10 каждого транзисторного ключа 1-1...1-N соединен с шиной 6 питания а база - с коллектором первого транзистора 8 и через первый 13 и второй 14 диоды, которые включены последовательно, с выходной шиной 5. Эмиттер третьего транзистора 10 подключен к базе второго транзистора 9 и через конденсатор 15 к соответствующей входной шине 3-1, .., 3-N.

Коммутатор сигналов переменного тока работает следующим образом.

Сигналы от управляющих шин 4-1, ..., 4-N через резистор 11, служащий для ограничения тока, поступают на базы транзисторов 8, так что один из транзисторов 8 закрыт, а остальные открыты. В канале, где находится закрытый транзистор 8, открываются транзисторы 10 и 9 и входной сигнал проходит на выход коммутатора.

Транзисторы 9 остальных каналов закрыты, так как закрыты транзисторы 10, базы которых через переход кол0

5

0

5

0

5

0

5

0

лектор - эмиттер открытых транзисторов 8 соединяются с общей шиной 7. Кроме того, на эмиттеры закрытых транзисторов 9 подается положительный запирающий потенциал, обусловленный протеканием по резистору 2 тока эмиттера транзистора 9 открытого канала .

При отсутствии входного сигнала на шине 3-13-N открытого канала коммутатора ток от шины 6 питания, определяемый величиной резистора 12, протекает по двум параллельным ветвям: диодам 13 и 14 и эмиттер- ным переходам транзисторов 10 и 9. Падение напряжения на диодах 13 и 14 стабилизирует напряжение на последовательно соединенных эмиттерных переходах транзисторов 10 и 9. Конденсатор 15 заряжается в это время по цепи: шина 6 питания, резистор 12, эмиттерный переход транзистор 10, конденсатор 15, внутреннее сопротивление источника сигнала переменного тока, общая шина 7. При этом верхняя (по схеме) обкладка конденсатора 15 имеет положительный потенциал, а нижняя - отрицательный.

Когда на шину 3-1, ..., 3-N открытого канала подается отрицательная полуволна входного синусоидального сигнала, базовый и коллекторный токи транзистора 9 уменьшаются и на резисторе 2 формируется отрицательная полуволна выходного сигнала. Конденсатор 15 в этот моме нт дополнительно заряжается за счет разности потенциалов, возникающей между эмиттером транзистора 10 и отрицательной полуволной входного сигнала.Чем больше амплитуда отрицательной полуволны,тем большая разность потенциалов прикладывается к обкладкам конденсатора 15, причем верхняя (по схеме) обкладка этого конденсатора заряжается положительно. Время заряда конденсатора 15 обусловлено внутренним сопротивлением транзистора 10 и равно (внутренним сопротивлением источника сигналов пренебрегаем)

30(f

R

(Т 10

16

с приходом положительной полуволны входного синусоидального сигнала на шину 3-1, ..., 3-N открытого канала багровый и коллекторный токи транзистора 9 увеличиваются, и на резисторе 2 формируется положительная полуволна выходного сигнала. При этом конденсатор 15 разряжается по цепи: эмиттерный переход транзистора 9, резистор 2. Время разряда конденсатора 15 равно

2 разр вх тэ 16 Входное сопротивление транзистора

9 намного больше, чем внутреннее соп- ю рез вторые резисторы подключены к

чей, общий резистор, N входных шин и в каждом транзисторном ключе первый и второй транзисторы, первый и второй резисторы, эмиттеры первых транзисторов всех транзисторных ключей подключены к общей пшне, базы через первые резисторы соединены с соответствующей управляющей шиной, а коллекторы че

Изобретение может быть использовано для коммутации сигналов переменного тока в устройствах автоматики и измерительной техники. Коммутатор сигналов переменного тока содержит N транзисторных ключей 1-1, ..., 1-N, общий резистор 2, N входных шин 3-1, ..., 3-N, N управляющих шин 4-1, ..., 4-N, а в каждом транзисторном ключе 1-1, ..., 1-N транзисторы 8-10, резисторы 11, 12, диоды 13, 14, конденсаторы 15. Комм татор сигнапов имеет повышенный коэффициент полез- ного действия, 1 ил.

ротивление транзистора 10, поэтому время заряда конденсатора 15 значительно меньше времени его разряда / f

-laf pajp

Вследствие этого при работе схе- мы в динамическом режиме на конденсаторе 15 накапливается заряд, который является напряжением смещения для транзистора 9. Величина этого заряда является функцией амплитуды входного сигнала.

КПД предлагаемого KOMNfyTaTopa сигналов переменного тока выше, чем у известных коммутаторов за счет уменьшения потерь в транзисторных ключах. Формула изобретения

Коммутатор сигналов переменного тока, содержащий N транзисторных клюшине питания, эмиттеры вторых транзисторов всех транзисторных ключей соединены с выходной шиной и через общий резистор с общей шиной, а коллекторы подключены к шине питания, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в каждый транзисторный ключ введены третий транзистор, первый и второй диоды, конденсатор, ,причем коллектор третьего транзистора соединен с шшюй питания а база - с коллектором первого тран- зистора и через первый и второй диоды, которые включены последовательно, с выходной шиной, эмиттер третьего транзистора подключен к базе второго транзистора и через конденсатор к соответствующей входной шине