Транзисторный ключ Советский патент 1974 года по МПК H03K17/56 

1

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и предназначено для точной коммутации аналоговых и дискретных сигналов с высоким быстродействием.

Известен транзисторный ключ с гальванической развязкой коммутируемых цепей относительно коммутационных, содержащий компенсированный транзисторный ключ, накопительный конденсатор, коммутационные диоды и управляющий транзисторный каскад (см. авт. св. № 369710).

Однако известный ключ относится к классу пассивных ключей, транслирующих сигнал от выхода к входу без усиления по мощности, при достаточно большом внутреннем сопротивлении источника сигнала и значительной емкостной нагрузке на выходе этот способ передачи часто не обеспечивает нужного быстродействия и трансляция полезного сигнала может оказаться вообще невозможной.

Целью изобретения является увеличение быстродействия ключа.

Для этого к входу ключа подключен повторитель на полевом транзисторе, сток которого соединен с общей щиной, нагрузочный резистор - с катодом дополнительного коммутационного диода, а исток - с базами транзисторов компенсирующего транзисторного ключа, которые через коммутационный диод и резистор подключены к накопительному конденсаору, коллекторы транзисторов компенсированного ключа подключены к катоду другого ополнительного коммутационного диода, при этом между выходом ключа и истоком полевого транзистора подключен диод.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема ключа.

Транзисторный ключ содержит компенсированный транзисторный ключ, собранный на транзисторах 1и2, резисторы 3 и 4, транзистор 5, коммутационные диоды 6, 7, 8, дополнительные коммутационные диоды 9, 10, повторитель на полевом транзисторе 11 с нагрузочным резистором 12, коммутационный диод 13, диод 14 и накопительный конденсатор 15. Ключ работает следующим образом. Коммутирующие импульсы подаются на коммутационные диоды 6, 9 и 10 ключа от любого бистабильного устройства (например от мультивибратора пли триггера) соответственно в противофазе.

В открытом состоянии ключ работает последовательно в двух режимах - сначала в активном, а затем в пассивном. В активном режиме на коммутационные диоды 9 и 10 поступает положительный импульс, а на дпод 6 - отрицательный. В результате подается питание на составной повторитель на полевом транзисторе 11 и транзисторе 2, который передает усиленный сигнал

с входа на вмход.Одновременно отрицлгс.пьный уровень коммутационного имнульса через диоды 6, 7 и 8 заряжает наконительный конденсатор 15. Транзисторы 1 и 5 в этом режиме заперты.

В иассивном режиме на коммутационные диоды 6, 9 н 10 иодаются соответственно отрицательный и иоложительный иотенциалы. Диоды 6, 7, 8, 9 и 10 заиерты, транзистор 11 обесточен и наконительный конденсатор 15 разряжается через резистор 3, днод 13, переходы база - коллектор транзисторов 1 и 2, нереход коллектор--эмиттер транзистора 5. В результате транзисторы 1 и 2 компенсированного ключа открываются, пропуская коммутнруемый сигнал на выходную шину ключа.

Диод 14 служит для ускоренной передачи отрицательного перепада коммутируемого напряжения. Коммутационный диод 13 необходим для развязки истока транзистора 11 и шины накопительного конденсатора 15. При отрицательном потенциале на диодах 6, 9 и 10 ключ разомкнут.

Таким образом, транзисторный ключ вначале работает, как активный на повторителе, быстро передавая «грубое значение параметра, а затем переключается на пассивный режим, передавая его точное значение. Так как разность между амплитудами полезного сигнала, переданного в активном и пассивном режиме ключа, невелика, время переходного

процесса значительно меньше времени переходного процесса при чисто пассивном режиме работы ключа, что увеличивает быстродействие ключевого устройства при сохранении точности передачи.

Транзисторный ключ может применяться при передаче параметра непосредственно от высокоомного датчика на кабельную лпнпю значительной длины, большую емкостную нагрузку, а также работать в многоканальных коммутаторах как канальный элемент.

Предмет изобретения

Транзисторный ключ по авт. св. № 369710, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, к входу ключа подключен повторитель на полевом транзисторе, сток которого соединен с общей шиной, нагрузочный резистор - с катодом дополнительного коммутационного диода, а исток - с базами транзисторов компенсированного транзисторного ключа, которые через коммутационный диод и резистор подключены к накопительному конденсатору, коллекторы транзисторов компенсированного ключа иодключены к катоду другого дополнительного коммутационного диода, при этом между выходом ключа и истоком полевого транзистора подключен диод.