Транзисторный оптоэлектронный коммутатор Советский патент 1974 года по МПК H03K17/56 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для коммутации сигналов, поступающих от датчиков в виде напряжений.

Известны диодные и транзисторные пассивные коммутационные ключи с накопительными конденсаторами, обеспечивающие полную гальваническую развязку между коммутируемыми и коммутационными цепями.

При конструировании многоканальных коммутаторов на базе таких ключей в каждый канал устанавливается накопительный конденсатор тем большей емкости, чем ниже требуемая частота переключения коммутатора, что значительно увеличивает его габариты и ухудшает технологичность пр.и микроэлектронном исполнении.

Цель изобретения - уменьшение габаритов коммутатора и улучшение технологичности.

Это достигается тем, что в предлагаемом коммутаторе выходы всех коммутирующих элементов объединены, соединены с обкладками первого накопительного конденсатора и через соответствующие коммутационный диод и согласующий усилитель соединены с формирователем; выходные цепи оптозлектронных пар объединены, соединены с обкладкой второго накопительного конденсатора и -через коммутационный диод и согласующий усилитель также соединены с формирователем, а

другие обкладки накопительных конденсаторов соединены между собой, с базами всех входных транзисторных ключей и с общей шиной через третий коммутационный диод. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого многоканального транзисторного оптоэлектронного коммутатора (на чертеже изображены два канала, остальные каналы коммутатора индентичны).

Коммутатор состоит из п диодных ограничителей 1 по минимуму, п входных транзисторных ключей 2, п транзисторных коммутирующих элементов 3, управляемых оптронными парами 4 с усилителями 5, переключателя

6, управляющего входами оптронных пар через элемепты Шеффера 7, формирователя 8, согласующих усилителей 9, 10 и И, накопительных конденсаторов 12, 13 и коммутационных диодов 14, 15 и 16.

Коммутатор работает следующим образом. Напряжения датчиков через входные ключи 2 последовательно подаются на выход коммутатора, В его общую точку.

Входные ключи управляются импульсами

UKI , f/K,. переключателя 6 через коммутирующие элементы 3, оптронные пары 4 с усилителями 5 и элементы Шеффера 7.

В переходном режиме непосредственно в момент переключения напряжений датчиков

формирователь 8, запускаемый импульсами 3 синхронизации, вырабатывает установочные .импульсы, которые через согласующие инверсные усилители 9 и 10 и коммутационные диоды 14, 15 и 16 заряжают накопительные конденсаторы 12 и 13. Одновременно отрицательный импульс, формируемый усилителем 11 через элементы Шеффера 7, отключает все входные ключи с целью обеспечения гальванической развязки коммутируемых цепей в момент заряда конденсаторов 12 и 13. В рабочем режиме накопительные конденсаторы 12 и 13 отключаются от источников заряда, а на все элементы Шеффера 7 с усилителя 11 поступает положительный потенциал. При совпадении с импульсами коммутации f/к открывается один из элементов Шеффера, например первого канала, через светодиод оптронной пары 4 проходит ток, светодиод светится, уменьшая сопротивление фотодиода, что приводит к увеличению тока на входе усилителя 5 и отпиранию элемента 3. В результате цепь разряда конденсатора 12 через блок-коллекторные переходы ключа 2, элемент 3 и ограничительный резистор замыкается, и входной ключ 2 открывается, пропуская сигнал датчика на выход. После прекращения действия импульса t/Ki ключ 2 закрывается, отключая канал, и снова начинается заряд накопительных конденсаторов 12 и 13. Для последующих каналов процесс коммутации протекает аналогично. Р1акопительный конденсатор 13 обеспечивает питанием усилители 5 и фотодиодную цепь оптронных пар 4, гальванически связанных с входными ключами 2. Для согласования работы усилителей 5 и коммутирующих элементов 3 лотенциал его отрицательной обкладки должен выбираться более отрицательным относительно потенциала одноименной обкладки конденсатора 12. Ограничители 1 на входах каждого канала необходимы для исключения попадания на вход ключей 2 отрицательных потенциалов, что приводит к отпиранию базо-эмиттер44ных переходов входных ключей 2 и нарущению работы коммутатора. Если меры по защите от отрицательных потенциалов предусмотрены в датчиковой аппаратуре, необходимость в таких ограничителях отпадает. Таким образом, примепение оптронов обеспечивает последовательное подключение накопительных конденсаторов к входным ключам со связанной с ними управляющей схемой при полной развязке коммутируемых и коммутационных цепей, что позволяет сократить число накопительных конденсаторов с п до двух; это улучшает его габаритно-весовые характеристики и упрощает конструкцию. Диапазон напряжений, передаваемых конденсатором, О-б в. Предмет изобретения Транзисторный оптоэлектронный коммутатор, содержащий входные транзисторные ключи по числу каналов, управляемые коммутирующими элементами через оптоэлектронные пары, переключатель, управляющий оптоэлектронными парами через элементы Шеффера, формирователь, согласующие усилители, коммутационные диоды я два накопительны конденсатора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов коммутатора и улучшения технологичности в микроэлектронном исполнении, выходы всех коммутирующих элементов объединены, соединены с обкладкой первого накопительного конденсатора и через соответствующие коммутационный диод и согласующий усилитель соединены с формирователем, выходные цепи оптоэлектронных пар объединены, соединены с обкладкой второго накопительного конденсатора и через коммутационный диод и согласующий усилитель также соединены с формирователем, а другие обкладки накопительных конденсаторов соединены между собой, с базами всех входных транзисторных ключей и с общей щиной через третий коммутационный диод.