ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР Советский патент 1968 года по МПК H03K17/74 

1-1зБестны электронные коммутаторы знакопеременных сигналов на полупроводниковых диодных ключах, содержащие источники смещения, входные резисторы, управляющие и проходные диоды.

Предложенный коммутатор отличается от известных тем, что в нем между анодами уп: равляюшего и проходного диодов .в каждом канале коммутатора включена корректирующая цепочка, выполненная на двух диодах и резисторах, катоды указанных диодов через потенциометр подсоединены ко входному резистору, а между выходом коммутатора и эталонным источником отрицательного смещения включены компенсирующие .

Это повышает надежность работы коммутатора.

Па фиг. 1 дана схема предложенного коммутатора; на фиг. 2 - график, поясняющий принцип действия корректирующих цепей.

Коммутатор состоит из п двухполярных диодных ключей Ki-К„ , имеющих общую цепь отрицательного смещения, состоящую из сопротивлений Кк и RK и двух компенсирующих диодов Дк. и Д/сз .

щения 1, - Ri , входные резисторы ,, цепи линеаризации коэффициента передачи ключей, содержащие диоды Дз, - Дз„

Д4, - Д4„ резисторы Rz, - Ra , Rt, - и потенциометры , - 5„

Переменные резисторы Re - б„ и ,- необходимы для устранения погрешпости, обусловленной разбросом ттараметров элементов ключей коммутатора.

Для умепьщепия температурной погрешности, обусловленной изменением остаточного напряжения проходных диодов, в общей цепи отрицательного смещения - м включены два компенсирующих диода Дк, и Дк, через раздельные сопротивления к, и Rx, . При этом достигается наиболее полная температурная компенсация, причем через диод Дк. протекает ток примерно в полтора раза больше, чем через диод Дк,.

Коммутатор работает следующим образом.

При подаче на вход управления в,ыбираемого канала (например, первого) полол ительпого потенциала f/ynpi (на остальных входах управления потенциалы -L/ynpn должны быть отрицательными), управляющий диод Д1, запирается, а проходной диод открывается.

Через проходной диод в общую потенциально-заземленную выходную точку А поступает токовый сигнал, равный сумме то,ка смещения от источника и тока входного сигнала .Так как ток смещения больше, чем входной ток, проходной диод Дг остается открыт-ым при любой полярности входных сигналов t/BX 1 .

Чтобы выходной ток равнялся входному, в общую выходную точку л коммутатора вводится отрицательный, равный по величине положительному ток смещения от источника -

см

Б идеальном случае величина выходного тока должна быть строго пропорциональна входному нанрялсению. Практически преобразование входного напряжения в выходной ток осуществляется с некоторой погрешностью. К основным источникам этой погрешности относятся изменение величин эталонных сопротивлений, разброс, нелинейность и изменение параметров полупроводниковых диодов. .При большой шкале коммутируемого тока наиболее существенной является погрешность, обусловленная нелинейностью вольт-амперных характеристик диодов. Для уменьшения этой погрешности в коммутаторе используются регулируемые цепи линеаризации, содержащие два диода, резисторы и потенциометр.

Принцип действия этих цепей показан на фиг. 2 в несколько упрощенном графическом построении (указаны позиции первого канала коммутатора): кривая / отражает характер изменения напряжения- на проходном диоде при полном изменении коммутируемого тока, кривая // соответствует идеальной характеристике линеаризующей цепи, реальная вольтамперная характеристика ее близка к ломаной кривой ///. . .,

Значение входного тока для точки а определяется резистором , и величиной тока смещения, а наклон участка ломаной б, в, а определяется величиной сопротивления Rs . Положение второго излома кривой (точка б) зависит от положения движка потенциометра

Rzi и может меняться в зависимости от степени нелинейности вольт-амперной характеристики проходного диода Дз, . Нелинейность цепи, состоящей из последовательно включенных проходного диода Д и цепи линеаризации, характеризуется разностью площадей, охватываемых кривыми / и /// (заштрихованная площадь). Для сравнения на фиг. 2 приведена кривая

V, характеризующая погрешность ключа без цепи линеаризации. В этом случае обычно учитывают среднее значение динамического сопротивления проходного диода Дз (прямая IV).

Из графиков видно, что нелинейность линеаризованной схемы значительно меньше, чем нелинеаризованной. Следует отметить, что ломаная кривая /// в трех точках совпадает с идеальной характеристикой линеаризующей цени, причем в точке в это обеспечивается изменением сопротивления Ri при нулевом входном сигнале, .в точке г - потенциометром 6i при максимальном положительном входном напряжении, в точке д -

потенциометром при максимальном отрицательном входном напряжении.

Сказанное справедливо для всех остальных каналов.

Предмет изобретения

Электронный коммутатор знакопеременных сигналов на полупроводниковых диодных ключах, содерл%:ащий источники смещения, входные резисторы, управляющие и проходные диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения ладежности работы устройства, между анодами уТт а ляющего и проходного диодов в каждом канале коммутатора включена корректирзющая цепочка, выполненная на двух диодах и резисторах, катоды указанных диодов через потенциометр подсоединены ко входному резистору, а между выходом коммутатора и эталонным источником отрицательного смещения включены компенсирующие диоды.