Многоканальный аналоговый коммутатор Советский патент 1989 года по МПК H03K17/693 

СО

оо

3U

И оП1Ч ТС ние относится к импумьг.- itoii технике и можс т быть испольтопа- ип и Tiin омлти и ских системах контрол ir MC peinu i, сбора и обработки анало- I OHoi i информации.

Цель изобретения - расширение (Ьункциональт1ых возможностей коммутатора та счет обеснечения работы устройства от заземленных источников сигналов при сохранении BI.ICOKOH точ- ног ти - дости1 ается за счет выполнения ключевого элемента в каждом канале на основе операционного усили

МДП-траняистором, и нодключения к входам и выходу каждого онерацион- ного усилителя С1)ответству1ощих резисторов .

Использование общей отрицательной обратной связи и параллельного ключа на входе операционного усилителя позволяет использовать заземленный источник сигнала и снизить требова ния, предъявляемые к операционным усилителям по идентичности их характеристик .

На чертеже приведена нринципиаль- пая схема многоканального аналогового коммутатора.

Коммутатор содержит ключевые элементы 1 в каждом канале, общий операционный усилитель 2, неинверти- рующий вход которого подключен к общей шине 3, а выход - к выходу А устройства.

Ключевой элемент 1 содержит операционный усилитель 5 ,М,П,П-тран1Истор 6 и три резистора 7-9.Первый резистор 7 включен межлу неипвертирующим входом операционного усилителя 5 и первым контактом К) ключевого элемента 1, второй резистор 8 - между выходом оне- рационного усилителя 5 и вторым контактом 11 ключевого элемента 1. Меж- ду входами операционного усилителя 5 включен МДП-транзистор 6, за1вор которого соединен с управляющим контактом 12 ключевого элемента 1. Третий резистор 9 включен между инвертирую- 1ЦИМ входом операционного усилителя 5 и входной клеммой 13 каждого канала.

Первые контакты 10 ключевых элементов 1 подключены к выходу 4 устройства,, а вторые контакты 11 ключевых элементов 1 соединены с инвертирующим входом общего операционного усилителя 2.

5

0

5

0

5

0

S

0 S 0

,

Подложки МЛП-транзистороп 6 Nioryr быть соединены с Д(nIoлнитeJИlHoй гаи- ной 14 смешения .в зависимости от величины и полярности коммутируемых сигналов) .

Многоканальный аналоговый коммутатор функционирует следующим образот-i.

При нодаче на управляю1чий контакт 12 ключевого элементу 1 сигнала, отпирающего МДП-транзистор 6, входы операционного усилителя шунтируются очень низким сопротивлением открытого МДП-транзистора. Величины сонро- тивлений первого 7 и третьего 9 резисторов выбираются значительно больше сопротивления канала МДП-транзистора 6, поэтому независимо от сигналов, подаваемых на входную клемму 13 и первый контакт 10 ключевого элемента 1 , данн111й канал передачи оказывается выключенным и не участвует в формировании сигнала на выходе 4 устройства .

При поступлении на управляющий контакт 12 ключевого элемента 1 одного из коммутируемых каналов управляющего сигнала, закрывающего соответствующий МДП-транзистор 6, размыкается связь инвертирующего и не- инвсртирую1цего входов операционного усилителя 5. Аналоговые сигналы от источнуша коммутируемых сигналов, связанного с общей щиной 3, через третий резистор 9 поступают на ин- вертнрую1чий вход операционного усилителя 5, усиливаются и через резистор 8 поступают на инвертирующий пход общего операционного усилителя 2, на В1 1ходе которого эти сигналы инвертируются вторично.

Таким образом, общий операционный усилитель 2 замыкает отрицательную обратную связь в устройстве, что обеспечивает подавление как синфазных сигналов, так и влияний операционных усилителей 5 выключенных каналов .

Включенный операционный усилитель 5 формирует на своем выходе такой сигнал, при котором напряжения на обоих входах данного операционного усилителя одинаковы, т.е. сигнал на выходе 4 устройства будет равен входному сигналу на входной клемме 13 включенного канала. Общий операционный усилитель 2 работает при этом как дифф еренциальный усилитель. Вто рые резисторы 8 ключевых элементов

I служат для развязки выходов операционных усилителей 5.

Таким образом, обеспечивается возмокность коммутации аналоговых сигналов от заземленных источников сигнала, при этом снижаются требования к идентичности характеристик операционных усилителей, ключевых элементов и увеличивается диапазон работоспособности - устройства при разбросе значений параметров его элементов, т.е. расширяются функциональные возможности коммутатора.

Формула изобретения

Многоканальный аналоговый коммутатор, содержащий ключевые элементы по числу каналов, каждый из которых снабжен первым, вторым и управляющим контактами, и общий операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, инвер0

5

0

тирующий вход - с первыми контактами ключевых элементов, а выход - с o67ie- диненными вторыми контактами ключевых элементов и с выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, каждый ключевой элемент содержит оперлционньш усилитель, МДП-транзистор и три резистора, причем первый резистор включен между первым контактом ключевого элемента и неинвертирующим входом операционного усилителя, между выходом которого и вторым контактом ключевого элемента включен второй резистор, а третий резистор включен между инвертирующим входом операционного усилителя и входной клеммой, между входами операционного усилителя включен МДП-транэистор, затвор которого подключен к соответствующему управляющему контакту ключевого элемента.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах контроля и измерения аналоговых сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения работы устройства от заземленных источников сигналов и снижение требований, предъявляемых к идентичности характеристик операционных усилителей. Указанная цель достигается за счет выполнения ключевого элемента 1 на основе операционного усилителя 5 с соответствующими резисторами 7-9 на входах и выходе усилителя с шунтирующим МДП-транзистором 6. Устройство содержит также общий операционный усилитель 2, замыкающий отрицательную обратную связь, выход которого соединен с выходом 4 устройства. Шунтирование входов операционного усилителя 5 включенных каналов, использование развязывающих резисторов 8 и глубокой общей отрицательной обратной связи позволяет получить на выходе 4 устройства сигнал, равный коммутируемому аналоговому сигналу при значительном разбросе параметров и характеристик элементов каналов. 1 ил.