Коммутатор высокочастотных сигналов Советский патент 1992 года по МПК H03K17/74 

00

ы

XI XI

ю

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в радиоприемных и антенных устройствах для коммутации входных сигналов и является усовершенствованием коммутатора по авт. св. № 1651370.

Известен коммутатор высокочастотных сигналов, содержащий в каждом канале 1- 1 ...1-п шесть диодов, два конденсатора, три дросселя, четыре резистора, входной трансформатор, который выполнен на основе длинной линии, а также общий дроссель и выходной трансформатор, который выполнен на основе длинной линии, причем первый вывод первого резистора подключен к анодам первого и второго диодов и к перво му выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен с катодом третьего диода и первым выводом второго резистора, второй вывод которого подключен к второму выводу первого резистора и через первый дроссель к шине питания, катод первого диода через второй дроссель соединен с анодом третьего диода и общей шиной, катоды вторых диодов всех каналов подключены к первому выводу общего дросселя, первый вывод третьего резистора соединен с анодами четвертого и пятого диодов и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого пдключен к катоду шестого диода и первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора и через третий дроссель с шиной питания, катод первого диода через первичную обмотку входного трансформатора подключен к входной шине, катод четвертого диода через вторичную обмотку входного трансформатора соединен с общей шиной, анодом шестого диода и вторым выводом общего дросселя, первый вывод которого через первичную обмотку выход ного трансформатора подключен к выходной шине, катоды пятых диодов всех каналов соединены с первым выводом вторичной обмотки выходного трансформатора, второй вывод которой подключен к общей шине.

Недостатком такого коммутатора высокочастотных сигналов является большое время переключения коммутатора из открытого (закрытого) состояния в закрытое (открытое), обусловленное наличием большого уровня импульсных помех, возникающих на нагрузке коммутатора в моменты переключения каналов, и, следовательно, большое время переходных процессов. Этот недостаток устройства возникает из-за наличия асимметрии нагрузки для синфазных составляющих тока импульсных помех, протекающих через обмотки трансформаторов в моменты переключения каналов коммутатора.

Цель изобретения - уменьшение време

ни переключения коммутатора за счет уменьшения импульсных помех на нагрузке в момент переключения каналов.

Указанная цель достигается тем, что в коммутатор высокочастотных сигналов, со0 держащий в каждом канале шесть диодов, два конденсатора, три дросселя, четыре резистора, входной трансформатор, который выполнен на основе длинной линии, а также общий дроссель и выходной трансформа5 тор, который выполнен на основе длинной линии, причем первый вывод первого резистора подключен к анодам первого и второго диодов и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого сое0 динен с катодом третьего диода и первым выводом второго резистора, второй вывод которого подключен к второму выводу первого резистора и через первый дроссель к шине питания, катод первого диода через

5 второй дроссель соединен с анодом третьего диода и общей шиной, катоды вторых диодов всех каналов подключены к первому выводу общего дросселя, первый вывод третьего резистора соединен с анодами чет0 вертого и пятого диодов и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого подключен к катоду шестого диода и первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторым вы5 водом третьего резистора и через третий дроссель с шиной питания, катод первого диода через первичную обмотку входного трансформатора.подключен к входной шине, катод четвертого диода подключен к вто0 рому выводу вторичной обмотки входного трансформатора, анод шестого диода соединен с общей шиной и вторым выводом общего дросселя, первый вывод которого через первичную обмотку выходного транс5 форматора подключен к выходной шине, катоды пятых диодов всех каналов соединены с первым выводом вторичной обмотки выходного трансформатора, введены дополнительно два диода и два резистора, вторые

0 выводы которых соединены с общей шиной, а первые выводы дополнительных первых диода и резистора подключены к первому выводу вторичной обмотки входного трансформатора, а первые выводы дополнитель5 ных вторых диода и резистора подключены к второму выводу вторичной обмотки выходного трансформатора.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в области радиотехники показывает, что диоды и резисторы при их введении в указанные связи с остальными элементами схемы повышают симметрию схемы каналов коммутатора для синфазных составляющих токов импульсных помех в обмотках трансформатора, что приводит к подавлению импульсных помех в моменты переключения коммутатора из открытого (закрытого) состояния в закрытое (открытое).

На фиг. 1 представлена электрическая принципиальная схема коммутатора высокочастотных сигналов; на фиг. 2 - осциллограмма переходных процессов коммутатора высокочастотных сигналов по схеме известного коммутатора; на фиг. 3 - осциллограмма переходных процессов коммутатора высокочастотных сигналов по схеме предлагаемого коммутатора.

Коммутатор высокочастотных сигналов (фиг. 1) содержит-в каждом канале 1-1 ... 1-п восемь диодов 2-9, два конденсатора 10 и 11, три дросселя 12-14, шесть резисторов 15-20, входной трансформатор 21, который выполнен на основе длинной линии, а также общий дроссель 22 и выходной трансформатор 23, который выполнен на основе длинной линии, причем первый вывод первого резистора подключен к анодам первого 2 и второго 3 диодов и к первому выводу первого конденсатора 10, второй вывод которого соединен с катодом третьего диода 4 и первым выводом второго резистора 16, второй вывод которого подключен к второму выводу первого резистора 15 и через первый дроссель 12 к шине 24-1...24-п питания, катод первого диода 2 через второй дроссель 13 соединен с анодом третьего-диода 4 и общей шиной 25, катоды вторых диодов 3 всех каналов 1-1...1-п подключены к первому выводу общего дросселя 22, первый вывод третьего резистора 17 соединен с анодами четвертого 5 и пятого 6 диодов и первым выводом второго конденсатора 11, второй вывод которого подключен к катоду шестого диода 7 и первому выводу четвертого резистора 18, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора 17 и через третий дроссель 14 с шиной 24-1..,24-. л питания, катод первого диода 2 через первичную обмотку входного трансформатора 21 подключен к входной шине 26-1...26-п, катод четвертого диода 5 через вторичную обмотку входного трансформатора 21 соединен с первыми выводами дополнительных первых диода 8 и резистора 19, вторые выводы которых соединены с общей шиной 25, анодом шестого диода 7 и вторым выводом общего.дросселя 22, первый вывод ко- торого через первичную обмотку выходного трансформатора 23 подключен к выходной

шине 27, катоды пятых диодов 6 всех каналов 1-1...1-п через вторичную обмотку выходного трансформатора 23 соединены с первыми выводами дополнительных вторых 5 диода 9 и резистора 20, вторые выводы которых соединены с общей шиной 25.

Коммутатор высокочастотных сигналов работает следующим образом.

В момент переключения коммутатора в

0 закрытое состояние синфазные составляющие помехи, возникающие в цепи управления, поступают одновременно через первичную и вторичную обмотки входного (выходного) трансформатора 21 (23) на экви5 валентное входное сопротивление генератора (нагрузки) и дополнительные резисторы 19 (20), сопротивление которых выбирается равным эквивалентному входному сопротивлению генератора (нагрузки).

0 За счет одинаковых нагрузок на первых (вторых) выходах обмоток входного (выходного) трансформатора 21 (23) синфазные токи в обмотках трансформатора компенсируются, что приводит к уменьше5 нию уровня импульсных помех на нагрузке коммутатора и, следовательно, к уменьшению времени переключения, В закрытых каналах 1-1.„1-п через диоды 4, 7 протекает постоянный ток, их дифференциальное со0 противление мало, а диоды 2, 3,5,6 и допол- нительные диоды 8, 9 закрыты управляющим напряжением, и, следовательно, имеют малую проводимость. В это время первый вывод обмотки входного

5 трансформатора 21 и второй вывод вторичной обмотки выходного трансформатора 23 соединяются с общей шиной 25 через соответствующие резисторы 19 и 20, которые способствуют дополнительному затуханию

0 паразитных сигналов, проникающих с входной на выходную шины закрытого коммутатора.

В момент переключения коммутатора в открытое состояние из-за переходных про5 цессов за счет запасенной энергии в индук- тивностях обмоток трансформаторов 2.1, 23 и дросселей 12-14 и 22 в цепях коммутатора присутствуют импульсные помехи, представляющие собой выбросы тока и напряже0 ния. При этом дополнительные диоды 8, 9 периодически переходят из открытого в закрытое состояние. В момент закрытого состояния диодов 8, 9 за счет одинаковых нагрузок на первых (вторых) выводах обмо5 ток входного (выходного) трансформатора 21 (23) синфазные токи в обмотках трансформатора компенсируются, что приводит к уменьшению импульсных помех на нагрузке коммутатора и, следовательно, к уменьшению времени переключения. В открытом

коммутаторе через диоды 2, 3, 5, 6, 8 и 9 протекает поостянный ток, замыкающийся через дроссели 13. 22, вторичные обмотки трансформаторов 21, 23. Диоды 8, 9 шунтируют резисторы 19 и 20 соответственно, соединяя первый вывод вторичной обмотки входного трансформатора 21 и второй вывод вторичной обмотки выходного трансформатора 23 с общей шиной 25. Входной сигнал в открытом канале 1-1...1-п через входную шину 26-1...26-п поступает на первичную обмотку входного трансформатора 21. За счет наличия электромагнитной индукции между обмотками с выводов обмоток входного трансформатора 21 составляющие колебаний входного сигнала: синфазная входному с вывода первичной обмотки и противофазная входному с выхода вторичной обмотки - через открытые диоды 2, 3 и 5, 6 подаются на выводы обмоток выходного трансформатора 23. На первичной обмотке выходного трансформатора 23 синфазная и противофазная составляющие колебаний сигнала складываются, и выходной сигнал подается на выходную шину 27. Таким образом, работа открытого коммума- тора по схеме заявляемого изобретения эквивалентна работе открытого коммутатора по схеме известного коммутатора.

Коммутатор высокочастотных сигналов реализуется с применением современной элементной базы, причем в качестве диодов могут быть использованы полупроводниковые диоды КД 522 Б, n-i-n диоды КА 507А и др. Экспериментальные исследования заявляемого коммутатора высокочастотных сигналов с трансформаторами, выполненными на ферритовых кольцевых сердечниках марки М 400НН-4 и М ЗООВНС-1 типоразмера К 20 х 12 х 6 показали, что по сравнению с известным коммутатором. Предлагаемый коммутатор обеспечивает большее подавление импульсных помех на нагрузке в моменты переключений коммутатора, что иллюстрируется осциллограммами на фиг. 2 и 3,где обозначено: Ат - амплитуда сигнала, t - время. Сравнение осциллограмм переходных процессов коммутаторов предлагаемого (фиг. 3) и известного (фиг. 2) показывает, что время переключения коммутатора из открытого (закрытого) состояния в закрытое (открытое) тоз (тзо) в

предложенном коммутаторе уменьшается не менее чем в 2 раза.

Таким образом, предложенный коммутатор высокочастотных сигналов позволяет повысить быстродействие радиоприемных

и антенных устройств, использующих коммутационные узлы, и. следовательно, улучшить качество функционирования радиосистем.

Формула изобретения

Коммутатор высокочастотных сигналов по авт. св. № 1651370, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени переключения коммутатора, в каждом канале

первый вывод вторичной обмотки входного трансформатора соединен с общей шиной через дополнительные первые диод и резистор, которые включены параллельно, второй вывод вторичной обмотки выходного

трансформатора соединен с общей шиной через дополнительные вторые диод и резистор, которые включены параллельно.

Фиг.З

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в диоприемных и антенных устройствах для коммутации входных сигналов. Цель изобретения - уменьшение времени переключения путем уменьшения импульсных помех на нагрузке в момент переключения каналов. В момент переключения в закрытое состояние синфазные составляющие помехи, возникающие в цепи управления, поступают одновременно через первичную и вторичную обмотки трансформатора 21 (23) на эквивалентное входное сопротивление генератора (нагрузки) и резисторы 19 (20), сопротивление которых выбирается равным эквивалентному сопротивлению генератора (нагрузки). За счет .одинаковых нагрузок на первых (вторых) выходах обмоток трансформатора 21(23) синфазные токи в обмотках компенсируются. 3 ил. ч Ё