Коммутатор Советский патент 1992 года по МПК H03K17/00 H03K17/687 

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано для коммутации сигналов пере- меного тока и постоянного положительной полярности в устройствах автоматики и измерительной техники.

Известен коммутатор, содержащий коммутирующие ключи, коммутатор, блок управления, операционный усилитель. Для устранения прохождения коммутационных выбросов тока на выход коммутатора, т.е. для повышения точности коммутации, введены выходной и шунтирующий ключи и ждущий генератор стробирующих импульсов.

Недостатком этого коммутатора является то, что по каждому входу устройства от

источника входного сигнала необходимо иметь два ключа, что приводит к увеличению габаритов устройства и ухудшению частотных свойств из-за наличия у ключей емкостных составляющих.

Наиболее близким к предлагаемому является коммутатор сигналов переменного тока, который содержит N транзисторных ключей, общий резистор, N входных шин, N управляющих шин, а в каждом транзисторном ключе-транзисторы, резисторы, диоды и конденсатор. Коммутатор имеет повышенный КПД,

Однако такое схемотехническое решение, при котором возможна коммутация сигналов только переменного тока, значительно

VI

ю

00

« s|

ограничивает его функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения коммутации сигналов и постоянного тока положительной полярности.

В коммутатор, содержащий N ключей, общий резистор, N входных шин, N управляющих шин, а в каждом ключе первый и второй транзисторы, первый и второй резисторы, причем первый вывод общего резистора соединен с выходной шиной, а второй вывод с общим проводом, в каждый ключ устройства введен программируемый усилитель, источник смещения; транзисторный ключ.магнитоуправляемый ключ и третий резистор, а первый и второй транзисторы выполнены на транзисторных МДП-типа, причем соответствующая входная шина соединена с затвором первого транзистора и первым резистором, второй вывод которого соединен с общим проводом. Сток первого транзистора соединен с первой шиной питания, исток - с вторым резистором и стоком второго транзистора, исток которого соединен с третьим резистором и инвертирующим входом программируемого усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с источником смещения, второй вывод которого соединен с общим проводом. Второй вывод третьего резистора соединен с второй шиной питания. Затвор второго транзистора соединен с выходом программируемого усилителя, управляющий вход которого соединен с первым выводом транзисторного ключа, второй вывод которого соединен с третьей шиной питания, а управляющий вход соединен с соответствующей управляющей шиной и управляющим входом магнитоуправляемо- го ключа, вход которого соединен с вторым выводом второго резистора, а выход с первым, вы водом общего резистора и выходом устройства.

На чертеже изображена структурная схема коммутатора.

Коммутатор содержит N ключей 1-1.„1- N, N входных шин 2-1,..2-N, N управляющих шин 3-1...3-N, в каждом ключе 1-1...1-N имеются первый 4 и второй 5 транзисторы, первый 6 и второй 7 резисторы, программируемый усилитель 8, источник 9 смещения, транзисторный ключ 10, магни- тоуправляемый ключ 11, третий резистор 12, кроме того, выходную шину 13, общий резистор 14, первую 15, вторую 16 и третью 17 шины питания.

При этом соответствующая входная шина 2 соединена с затвором первого транзистора 4 соответствующего ключа и первым

резистором 6, второй вывод которого соединен с общим проводом.

Сток первого транзистора 4 соединен с первой шиной 15 питания, исток с вторым

резистором 7 и стоком второго транзистора 5, затвор которого соединен с выходом программируемого усилителя 8, неинвертирующий вход которого соединен с источником 9 смещения, второй вывод которого соединен

0 с общим проводом. Исток второго транзистора 5 соединен с третьим резистором 12, инвертирующим входом программируемого усилителя 8, второй вывод которого соединен с второй шиной 16 питания. Управляю5 щий вход программируемого усилителя 8 соединен с первым выводом транзисторного ключа 10, второй вывод которого соединен с третьей шиной 17 питания, а

0 управляющий вход с соответствующей управляющей шиной 3 и управляющим входом магнитоуправляемого ключа 11, вход которого соединен с вторым выводом второго резистора 7, а выход с входом 13 и с первым

5 выводом общего резистора 14, второй вывод которого соединен с общим проводом. Коммутатор работает следующим образом.

Коммутатор обеспечивает передачу сиг0 нала с N-входной шины 2 на выходную шину 13 (общий резистор 14). Для этого на соответствующую управляющую шину 3 (3-1 ...3- N) подается соответствующее управляющее напряжение. В этом случае замыкаются кон5 такты магнитоуправляемого ключа 11 и обеспечивается режим работы программируемого усилителя 8, образующего с вторым транзистором 5 и третьим резистором 7 генератор тока,что обеспечивает передачу пер0 вым транзистором 4 входных сигналов на выходную шину 13.

За счет небольшого отрицательного смещения, создаваемого генератором тока, обеспечивается компенсация нелинейности

5 начального участка передаточной характеристики МДП-транзистора 5. На остальные N-1 управляющие шины 3. подано напряжение, при котором контакты магнитоуправляемого ключа 11 разомкнуты и обеспечивается

0 микромощный режим программируемого усилителя 8, в результате по второй шине 16 питания N-1 ключи 1-1...1-(N-1) практически не потребляют ток, значительно снижается их коэффициент передачи. Со5 ответственно уменьшается взаимное влияние источников сигналов, подключаемых к выходным шинам.

Техническая эффективность предлагаемого коммутатора заключается в обеспечении коммутации сигналов положительной полярности на общую нагрузку при минимальмом взаимном влиянии входных сигналов, а также снижение потребляемой коммутатором мощности.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Коммутатор, содержащий N ключей, общий резистор, N входных шин, N управляющих шин, а в каждом ключе первый и второй транзисторы, первый и второй резисторы, причем первый вывод общего резистора соединен с выходной шиной, а второй вывод - с общим проводом, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения коммутации сигналов постоянного тока положительной полярности и уменьшения взаимного влияния входных сигналов, в каждый ключ введены программируемый усилитель, источник смещения, транзисторный ключ, магнитоуправляемый ключ и третий резистор, а первый и второй транзисторы выполнены на транзисторах МДП-типа, причем соответствующая входная шина соединена с затвором первого

транзистора и первым резистором, второй вывод которого соединен с общим проводом, сток первого транзистора соединен с

первой шиной питания, исток - с вторым резистором и стоком второго транзистора, исток которого соединен с третьим резистором и инвертирующим входом программируемого усилителя, неинвертирующий вход

которого соединен с источником смещения, второй вывод которого соединен с общим проводом, второй вывод третьего резистора соединен с второй шиной питания, затвор второго транзистора соединен с выходом

программируемого усилителя, управляющий вход которого соединен с выходом транзисторного ключа, который включен между третьей шиной питания и общим проводом, а управляющий вход которого соединен с соответствующей управляющей шиной и управляющим входом магнитоуп- равляемого ключа, вход которого соединен с вторым выводом второго резистора, а выход - с выходной шиной.

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, в частности, может быть использовано для коммутации сигналов переменного тока и постоянного тока, положительной полярности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения ком- мутации сигналов постоянного тока положительной полярности. Коммутатор содержит N ключей, N входных шин, N управляющих шин, а в каждом ключе имеются МДП-транзисторы, резисторы, программируемый усилитель, источник смещения, транзисторный ключ, магнитоуправляе- мый ключ. Использование программируемого усилителя, управляемого через транзисторный ключ от соответствующей управляющей шины, позволяет управлять в противофазе проводимостью МДП-транзи- сторов, что обеспечивает коммутацию разно- полярных сигналов и сигнала постоянного тока при высокой развязке каналов между собой. 1 ил. Ј