Коммутатор аналоговых сигналов Советский патент 1991 года по МПК H03K17/60 

1

(21)4762758/21 (22)22.11.89 (46)15.10.91. Бюл. №38

(71)Научно-исследовательский институт строительных материалов при Томском инженерно-строительном институте

(72)Б.В.Максименко (53)621.372(088.8)

(56)Заявка Японии № 47-27573. кл. 98(3)А8, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 464971, кл. Н 03 К 17/04, 1973.

(54) КОММУТАТОР АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

(57)Изобретение относится к передаче сигналов, в частности к устройствам коммутации аналоговых сигналов, и может быть использовано в многоканальных системах сбора и обработки сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Цель достигается тем, что коммутатор аналоговых сигналов содержит распределитель импульсов, ключевые элементы, элементы хранения, накопительИзобретение относится к передаче сигналов, в частности к устройствам коммутации сигналов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей использования коммутатора за счет поочередной коммутации на выход сигналов, приходящих одновременно на все входы коммутатора за период более продолжительный, чем время существования сигналов.

На фиг.1 представлена функциональная схема коммутатора аналоговых сигналов; на

ный элемент и дополнительный ключевой элемент. Элементы хранения и накопительный элемент выполнены на конденсаторах, а ключевые элементы выполнены на биполярных транзисторах, при этом база, эмиттер и коллектор упомянутых транзисторов являются управляющим входом, входом и выходом ключевых элементов соответственно. Причем выходы распределителя импульсов соединены с управляющими входами ключевых элементов, первые выводы элементов хранения и накопительного элемента соединены с шиной нулевого потенциала, вторые выводы элементов хранения соединены с входами ключевых элементов, которые являются входами коммутатора, выходы ключевых элементов, являющиеся выходом коммутатора, соединены с выходом дополнительного ключевого элемента и вторым выводом накопительного элемента. Вход дополнительного ключевого элемента соединен с шиной напряжения питания, а его управляющий вход является дополнительным управляющим входом коммутатора аналоговых сигналов. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

фиг.2 - диаграммы, поясняющие ра(3оту предлагаемого устройства: а - диаграмма, показывающая время прихода входных сигналов коммутатора; б - диаграмма изменения напряжения на первом входе коммутатора (изменение напряжения на Ci); в,г - диаграммы изменения напряжения; д,е,ж - диаграммы выходных импульсов распределителя импульсов на первом, втором и на п выходах распределителя импульсов, соответственно; з - диаграмма сигнала, управляющего работой коммутатора

сл

С

о

00

ь. чэ

N)

аналоговых сигналов по входу дополнительного ключевого элемента; и - диаграмма выходного сигнала коммутатора; на фиг.З - коммутатор аналоговых сигналов, пример конкретного выполнения.

Предлагаемый коммутатор аналоговых сигналов (фиг. 1) содержит распределитель 1 импульсов, ключевые элементы 2.1-2.П, элементы 3.1-З.п хранения, накопительный элемент 4 и дополнительный ключевой элемент 5. Элементы 3.1-З.п хранения и накопительный элемент 4 выполнены на конденсаторах Ci-Cn и Со соответственно, а ключевые элементы 2.1-2.П - на биполярных транзисторах, при этом база, эмигтер и коллектор упомянутых транзисторов являются управляющим входом, входом и выходом ключевых элементов соотесютвенно. Выходы распределители 1 импульсов соединены с управляющими входами ключевых элементов, первые выводы элементе 3,1 - З.п хранения накопительного элемента 4 - с шиной нулевого потенциала, вторые выводы элементов хранения 3.1-З.п - с входами ключевых элементов 2.1-2.П, которые являются входами коммутатора, выходы ключевых элементов 2 .1 -2 . п, являющиеся выходом коммутатора, соединены г, выходом дополнительного ключевого элементл 5 и вторым выводом накопительного элемента 4, сход дополнительного ключевого элемента соединен с шиной напряжения питания Е, а управляющий --.ход дополнительного ключевого элемента 5 япляьтсп до- полнительным управляющим входом коммутатора аналоговых сигналов

Коммутатор аналоговых сигналов работает следующим образом.

Управляющий импульс подается нэ дополнительный управляющий вход коммутатора (вх.5), при этом дополнительный ключевой элемент 5 переходит в проводящее состояние на поемя действия управляющего имлульс- з и заряжает накопительный элемент 4 (Lo) до потенциала Ь после чего появляется импульс на первом выходе 6-1 распределителя 1 импульсов (фиг.2 д) и ключевой элемент 3.1 под воздействием уп- равляющего импульса заряжает элемент хранения 3.1 (Ci) до потенциала +е Причем для нормальной работы устройства необходимо выполнение определенного соотношения между напряжением питания +Е и амплитудой+е выходных импульсов распределителя импульсов, до которой заряжаются элементы хранения (С|-СП) а именно Е 2е.

При этом, если выполняется соотношение Е 2е, потенцией накопительного элемента 4 (Со) стане( равным +е.

Таким образом, накопительный элемент 4 (Со) теряет половину накопленного заряда, за счет чего элемент 3 хранения (Ci) заряжается до потенциала -t E/2. г.е. +е

Причем все сказанное выше справедливо при равенстве , Затем вновь появляется управляющий импульс на пятом входе (фиг.2 ж) и накопительный элемент 4 (Со) заряжается до потенциала . После этого

появляется импульс на ьтором выходе распределителя 1 импульсов (фиг 2 е) и ключевой элемент 2.2 заряжает элемент хранения (C2l до потенциала +е за счет заряда накопительного элемента 4 (Си). После того, как все

п слементов хранения будут заряжены до потенциала +е, коммутатор готов к приему входных сигналов. Если время существования входных сигналов меньше паузы в подаче импульсов распределителя (фиг.2 д, е, ж),

то входные сигналы могут быть записаны в элементы хранения в период паузы между подачей последнего и пяррсго импульсов (фиг.2 жид соответственно). Если длительность входных сигналов превосходит время

nayat.i в подаче первого и последнего импульсов, тогда после каждого цикла работы распределителя импульсов между последним и первым импульсами предусматриваете пауза, длительность которой больше

виемени существования входных сигналов. Пр этг. иелать паузу п подаче управляющих им ульсов на пятый оход дополнительного ключевого элемента нет необходимости, так гяк накопительный элемент А (Со) заряжен

до потенциала + Е, а ключевые элементы

3.1-3 п закрыты и срабатывание дополниrei ьного ключевого элемента 5 будет компзнсировать разряд Со за счет токов утечек.

При подаче входных сигналов на входы

7. i -7.n коммутатора (фиг.2а) происходит разряд элементов хранения пропорционально входным сигналам (фиг.2 б, в), т.е. накопле- низ входных сигналов. После окончания действия входных сигналов на элементах

хранения осгаэтся потенциальный рельеф AiJCi- AUCn. Затем начинается цикл ком- мучации. При этом появляется импульс на первом выходе распределителя импульсов (фиг.2 д), за время которого ключевой элемент 3.1 доводит потенциал на элементе хранения Ci (фиг. 2 б) до потенциала f-e. Это происходит за счет заряда накопительного элемента Со, т.е дефицит заряда элемента хранения Ci ликвидируется за счет заряда

накопительного элемента Со. При этом сигнал AUCi переносится с элемента хранение Ci на накопительный элемент Со. После окончания импульса с распределителя (фиг.2 д) до прихода управляющего импульca на дополнительный управляющий i«o, коммутатора (фиг.2 и 3) с выхода коммутято ра может быть считан сигнал AUCi, т е сигнал, поступивший на первый вход коммутатора. Затем приходит управляющий импульс на пятый вход и ключевой элемент заряжает накопительный элемент на конденсаторе Со до потенциала +Е. После этого появляется импульс на втором выходе распределителя импульсов (фиг.2 е) и клю- чевой элемент 3.2 переносит дефицит заряда элемента хранения 3.2 (С2) на накопительный элемент Со. В результате после окончания действия импульса на накопительном элементе Со. а следовательно, и на выходе коммутатора формируется сигнал AUC2. Этот процесс продолжается до тех пор. пока не будут опрошены все п элементов хранения. После этого все элементы хранения оказываются заряженными до по- тенциала +е, накопительный элемент до +Е и коммутатор готов к приему очередной выборки входных сигналов.

Формула изобретения

1. Коммутатор аналоговых сигналов, содержащий распределитель импульсов, выходы которого соединены с управляющими

& . чп о|рвы тементов, выходы кото- ., г п коммутатора а вхс- ч;.з являются входами « ч ю щ и п с я тем. «по, : i4 (Функциональных еоз- г,ы леме«ты хранения, t нденсаторах, дополнир1, WlMflrt . i J1

ды Ь ЛК -есыд . комму -I ора, о с целью paci i ip можьсс эй вье,. выпo |eнныe на

тельные ключевой элемент и накопительный элемент, выполнен ый на конденсаторе, причем один ич выводов конденсаторов элементов хранения и накопительного элемента соединен с н певой шиной, вторые выводы соответствующих конденсаторов элементов хранения соединены с соответствующими входами ключевых элементов, управляющий вход дополнительного ключевого элемента соединен с шиной управления коммутатора, вход дополнительного ключевого элемента соединен с шиной питания, а выход и второй вывод конденсатора накопительного элемента соединены с выходом коммутатора.

2. Коммутатор поп.1,отличающий- с я тем, что каждый ключевой элемент выполнен на биполярном транзисторе, база, эмиттер и коллектор которого являются соответственно управляющим входом, входом и выходом коммутатора.

Фиг.1

Л

UUci

Mci

т

СП

д

п

е

.П.

ж

JL

JL

и

UUci

uUCi

(Риг. 2

/ вх CI/HX.

1-ми Их 2 УС,

U,

3

ct

Г

Ucn

-CU

1Вых.

-5

J.6

п

9

- 7

JL

JL

Л

8

Т

AUt.

СП

вы