МНОГОКАНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР НЕПРЕРЫВНЫХСИГНАЛОВ Советский патент 1970 года по МПК H03K17/76 

Изобретение относится к техническим средства т, позволяющим производить наряду с преобразованием большого числа непрерывных сигналов в импульсные и их коммутацией на один выход также и онределение производных от каждого в отдельности входного сигнала и суммирование производных с основными сигналами.

В известном многоканальном коммутаторе по авт. св. До 196448 при формировании производной возникают искажения.

Предложенный многоканальный коммутатор обеспечивает получение производных :по каждому коммутируемому сигналу и их суммирование с основными сигналами при минимальных искажениях коммутируемых сигналов. Это достигается тем, что коммутатор содержит запоминающий конденсатор, одна обкладка которого заземлена, а другая соединена с зажимами положительных и отрицательных полюсов двух дополнительных источников постоянного нанрял ения. Зажим отрицательного полюса первого источника через коммутирующие диоды одной группы подключен к концам первых пар выходных обмоток всех ячеек, а зажим .положительного нолюса другого источника через коммутирующие диоды другой группы подключен к началам других обмоток этих naip, и общая точка обмоток каждой четной ячейки через первичную обмотку дифференцирующего трансформатора соединена с потенциальным зажимом своего канального входа, к каждой из которых присоединены общие точки двух других пар выходных обмоток четной и нечетной ячеек соответствующего канала. Начала обмоток другой пары четных ячеек через коммутирующие диоды одной группы соединены с зажимом полол ительного полюса источника постоянного напряжения, а концы других обмоток этих naip через коммутирующие диоды другой группы .соединены с зажимом отрицательного полюса дрзгого источника. При этОМ зажимы отрицательного и положительного полюсов

этих источников соединены через первичную обмотку выходного трансформатора с заземленной шиной, вторичные обмотки всех дифференцирующих трансформаторов и выходного трансформатора, соединенные последовательно и согласно, подключены к выходу коммутатора.

На чертеже представлена схема описываемого коммутатора.

На схеме приняты следующие условные

25 обозначения:

ч,ш

«

263713

Tpi дифференцирующие трансформаторы;

Лых - выходной трансформатор; Д - Д -коммутирующие диоды цепи формирования основных сигналов;

Д - Д -коммутирующие диоды цепи формирования разностей первого .порядка;

E -E -источники постоянного напряжения;BXi, , С вхд-Входные сигналы.

Коммутатор состоит из однотактного распределителя на феррит-диодных ячейках, число которых в два раза больше числа коммутируемых каналов, т. е. на один канал приходится две ячейки. Сигналы с каждого коммутируемого канала подаются на вход двух (нечетной и четной) соответствующих ячеек распределителя, причем входами нечетных ячеек являются соединенные вместе начало и концы выходных обмоток Wi и Wz соответствующего элемента распределителя, другие их концы через коммутирующие диоды каждого элемента и через источники 3 и 4 подсоединены к одной пластине запоминающего конденсатора Сдап , а другая подсоединена к земляной клемме.

Входами четных ячеек являются соединенные вместе начало и концы выходных о:бмоток U/i и 2 и через первичные обмотки дифференцирующих трансформаторов соединенные вместе начало и концы выходных обмоток и Wi, причем другие концы Обмоток Wl и W2 через коммутирующие диоды Д -Д§ каждого элемента и через источники

EI и EZ подсоединены к выходу многоканального коммутатора (первичная обмотка выходного трансформатора ) э другие концы обмоток Ws и W через коммутирующие диоды Дд и Д и через источники ЕЗ и Е подсоединены к запоминающему конденсатору Сдап Вторичные обмотки всех дифференцирующих трансформаторов и выходного трансформатора соединены последовательно и согласно и подсоединены к выходным клеммам коммутатора. Диоды Д| -Д и источник EZ, диоды Д1 -Д п источник EI, диоды Д1 -Дз - источник Е, а также диоды Д -Д1 , Де - Щ, и источник ,

включены таким образом, чтобы при отсутствии коммутирующего импульса соответствующие диоды были закрыты, запрещая прохождение непрерывных входных сигналов на выход Многоканального коммутатора.

Для нормальной работы многоканального коммутатора необходимо обеспечить идентичность источников i и 2, з и 4, выходных обмоток Wi и нечетных ячеек, а также обмоток Wi И W2, W3 и 4 четных ячеек, напряжение подпирающего источника должно быть больше амплитудного значения любого входного напряжения. Необходимо также выбирать амллитуду коммутирующих импульсов и напряжения источников постоянного тока таким образом, чтобы коммутирующие диоды работали на линейном участке характеристики. Это позволяет использовать предлагаемое устройство для преобразования и коммутации слабых сигналов, а также для получения первых 1разностей от этих сигналов, что дает ему значительные преимущества перед другими устройствами, решающими данную задачу.

Многоканальный коммутатор непрерывных сигналов с введением производных в закон регулирования на бесконтактных элементах работает следующим образом.

При отсутствии в канале непрерывного входного сигнала в момент, соответствующий срабатыванию нечетной ячейки этого канала, на ее выходных обмотках IFi и W наводятся

импульсы напряжения U(f и t/ir., равные по величине и противоположные по знаку относительно общей (заземленной) точки. К конденсатору Сзап прикладываются приращения импульсных напряжений АУ ir, - 4

и -АУц7, - Uw,, равные но величине и противоположные по знаку. В результате нанряжение на обмотках конденсатора равно нулю. При срабатывании четной ячейки этого канала на ее выходных обмотках Wi и Wo,

а также з и W4 наводятся имнуЛьсы напряжения, как в обмотках нечетной ячейки, равные по величине и противоположные но знаку. Приращения импульсных напряжений, нрикладывающихся как к первичной обмотке

выходного трансформатора, так и к обкладкам запоминающего конденсатора, равны по величине и противоположны по знаку. В результате ток как в цепи дифференцирующего трансфОрматора, так и в цепи первичной обмотки Трвых равен нулю, и сигнал на выходе отсутствует.

Если в канале появляется непрерывный сигнал, то в дискретный момент времени, соответствующий срабатыванию нечетной

ячейки кольцевого распределителя этого канала, одно из лриращений импульсного напряжения увеличивается, а другое уменьшается в зависимости от полярности входного сигнала на величину, равную ампЛИтудному значению

непрерывного входного сигнала UB.,. В результате этого конденсатор Сдал заряжается до амплитудного значения входного сигнала, соответствующего данному дискретному моменту времени, и это напряжение запоминается конденсатором до момента срабатывания следующей ячейки. С приходом следующего тактового им1пульса срабатывает четная ячейка этого канала. В момент срабатывания одно из приращений импульсного напряжения, формируемых в цепях с обмотками W и Wz увеличивается, а другое уменьшается в зависимости от полярности входиого сигнала на величину, равную амплитудному значению входиого сигнала в этот дискретный момент времени.

трансформатора прикладывается напряжение, равное разности этих нриращений. В этот же момент в цепях обмоток Ws и W также одно из шриращений имлульсного напряжения увеличивается, а другое уменьшается, т. е. к запоминающему конденсатору прикладывается разность приращений, причем эта разность отличается от напряжения на конденсаторе «а величину первой разности дискретного входного сигнала. Следовательно, происходит перезаряд конденсатора по цепи, в которую включена первичная обмотка дифференцирующего трансформатора этого канала. Так как вторичйые обмотки всех дифференцирующих трансформаторов и выходного трансформатора включены последовательно и согласно, то, следовательно, в момент срабатывания четной ячейки на выходе коммутатора снимается дискретный сигнал, величина которого пропорциональна основному сигналу (вторичная обмотка выходного трансформатора) и его производной (вторичная обмотка дифференцирующего трансформатора). С приходом следующего тактового им.пульса срабатывает нечетная ячейка следующего канала, и происходит перезаряд запоминающего конденсатора до амплитудного значения входного сигнала этого канала, и т. д.

Таким образом, в результате последовательиого срабатывания ячеек кольцевого распределителя с выхода многоканального коммутатора снимается последовательность амнлитудномодулированных импульсов, описываемых уравнением вида

.,.,,

i l

Т. е. по каждому из каналов, помимо основного сигнала, вводится и его производная («1 и «2-коэффициенты пропорциональности).

Предмет изобретения

Многоканальный коммутатор непрерывных сигналов по авт. св. ЛЬ 196448, отличающийся тем, что, с целью .получения производных по каждому коммутируемому сигналу и их суммирования с основными сигналами при минимальных искажениях коммутируемых сигналов, он содержит запоминающий конденсатор, одна обкладка которого заземлена, а другая соединена с зажимами положительных и отрицательных полюсов двух дополнительных источников постоянного напряжения; причем зажим отрицательного полюса первого источника через коммутирующие диоды одной группы подключен к концам первых нар выходных обмоток всех ячеек, а зажим положительного полюса другого источника через коммутирующие диоды другой группы

подключен к началам других обмоток этих пар, и общая точка обмоток каладой четной ячейки через первичную обмотку дифференцирующего трансформатора соединена с потенциальным зажимом своего канального входа,

к из которых присоедннены общие точки двух других пар выходных обмоток четной и нечетной ячеек соответствующего канала; начала обмоток другой пары четных ячеек через коммутирующие диоды одной

грунны соединены с зажимом положительного полюса источника постоянного напрял ения, а концы других обмоток этих пар через коммутирующие диоды другой группы соединены с зажимом отрицательного полюса другого

источника, при этом зажимы отрицательного и нолол цтельного полюсов этих источников соединены через первичную обмотку выходного трансформатора с заземленной шиной; вторичные обмотки всех дифференцирующих

трансформаторов и выходного трансформатора, соединенные нослсдовательно и согласно, подключены к выходу коММутатора.