Бесконтактное устройство управления Советский патент 1978 года по МПК H03K17/16 

(54) БЕСКОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

1

Изобретение предназначено для использования в радиотехнических устройствах различного назначения, например автоматики, вычислительной техники, телеграфии, электромуэыки и электронного синтеза звуков.

Известно бесконтактное устройство для коммутации сигналов, содержащее резисторы, конденсаторы и транзистор Для повышения точности работы резисторы включены в мостовую схему, в одно плечо которого последовательно с резистором включен источник управляющег сигнала, в диагональ моста включен переход эмиттер-база транзистора, а клем1 1 Вход и Выход подключены соответственно черзз конденсаторы к эмиттеру и коллектору транзистора . Недостатком такого устройства является наличие коммутационных помех.

Известно также бесконтактное устройство управления, содержащее два транзистора, базы которых соединены с крайними выводами потенциометра, а движок потенциометра через источник управляющего напряжения подключен к точке соединения двух резисторов, другие выводы которых через диоды соединены с эмиттерами транзисторов

С целью уменьшения коммутационных помех в предлагаемое бесконтактное устройство управления введены два инвертора и параллельная RC-цепь, которая включена между коллекторами транзисторов, входы инверторов соединены соответственно о коллектором и эмиттером одного транзистора, выходы - с коллектором и эмиттером другого транзистора.

На чертеже изображена принципиальная схема бесконтактного устройства управления, содержащая однотипные транзисторы 1 и 2, используемые в качестве управляемых элементов; инверторы 3 и 4, предназначенные для изменения фазы коммутируемого сигнала и управляющего напряжения, имеющие коэффициент передачи равный 1; разделительный конденсатор 5, предназначенный для разделения постоянной и переменной составляющих коммутируемого сигнала; шунтирующий конденсатор 6, предназначенный длн компенсации емкостной составляющей коммутируемого сихнала при закрытых транзисторах 1 и 2; шунтирующий резистор 7, предназначенный для компенсации активной составляющей коммутируемого сигнала при закрытых транзисторах 1 и 2} симметрирующий потенциометр 8, устанавливающий баланс схемы; резисто ры 9 и 10, задающие величину управляющих токов в транзисторах 1 и 2; развязывающие диоды 11 и 12, устраняющие шунтирование инзертора 4, Устройство работает следующим образом. При отсутствии управляющего нагфяжекия транзисторы 1 и 2 закрыты и потенциалы коллекторов одинаковы по величине и полярности. Потенциал коллек тора транзистора 2 приложен ко входу инвертора 3, имеющего коэффициент пер дачи, равный 1. Фаза потенциала на вы ходе инвертора противоположна фазе сигнала на входе, поэтому потенциал на выходе инвертора привоположен по знаку потенциалу коллектора транзистора 1 и равен ему по абсолютной величине, а результате алгебраическо го сложения потенциалов на обкладке разделительного конденсатора 5 потенциал равен нулю. При подаче управляющего напряжения транзисторы 1 и 2 открываются и в цепях коллекторо транзисторов протекают противоположн направленные токи коммутируемого сиг нала. Величины их одинаковы за счет того, что инвертор 4 изменяет фазу . коммутируемого сигнала на 180 и име ет коэффициент передачи, равный 1. Теременные сигналы на коллекторах транзисторов вызывают изменения потенциалов коллекторов в сторону умен шения, причем тем больше, чем меньше скважность коммутируемого сигнала. При скважности, равной 2, это изменение составляет 50% от амплитуды -ко 4утируемого сигнала. Скважность сигнала, при изменении еГо фазы инверто ром 4, не изменяется,, следовательно, изменения режима коллекторов равны п величинг и одинаковы по фазе. Изменение потенциала коллектора транзистора 2, поданное на вход инаегтрра меняет свою фазу и компенсируется из менением потенциала коллектора тран3iiCTOpa 1, равным по величине. Сле овательно, потенциал на обкладке ра делительпого конденсатора не изменяется: , Изменения режи.ма транзисторов и искажения амплитудного переходного гфоцроса коммутации отсутствуют, так как переходный процесс перезаряда ко денсатора при коммутации отсутствуег 1временный же cHrnajj, подазаемый на обкладку конденсатора напосредстввин через открытый транзистор 1 и через инвертор 3, суммируется, так как фаз сигналов одинаковы. При отсутствии управляющего нйпря кенмя транзисторы 1 и 2 закрыты, но в коллекторах транзисторов1 и 2 протекают емкостные и активные токи от коммутируемого сигнала за счет емкости и провоцимостей перехода коллекторэмиттер закрытых транзисторов. Величина емкости конденсатора б выбирается на два-три порядка больше емкости переходов коллектор-эмиттер а величина проводимости резистора 7 на два-три порядка больше провод мости переходов закрытых транзисторов . Емкости и проводимости переходов однотипных транзксторЪв одинаковы, вследствие чего величины емкостных и активных составляющихкоммутируемого сигнала а коллекторных цепях транзисторов одкнаковь и противофазны из-за изменения фазы сигнала инвертором 4. Конденсатор 6 и резистор 7 шунтируют равные и противоположные по фазе емкостные и активные составляющие и благодаря этому в выходной цепи паразитный сигнал полностью отсутствует, При подаче управляющего напряжения проводимость переходов коллекторэмиттер транзисторов увеличивается и становится гораздо больше (на дватри порядка) проводимости резистора 7, что позволяет пренебречь влиянием этого резистора и конденсатора 6 на коммутир вмый Сигнал, Симметрирующим потенциометром 8 устанавливается баланс схелы при разбросе параметров элементов cxeNM, Резисторы Э, 10 задают величину управляющих токов транзисторов 1 и 2, а диоды 11 и 12 устраняют шунтирование инвертора 5 резисторами 9 и 10. Формула изобретения Бесконтактное устройство управления, содержащее два транзистора, базы которых соединены с крайними вы- , водами потенциометра, а движок потенциометра через источник управляющего напряжения подключен к точке соединения двух эезисторов, другие выводы которых через диоды с. эмиттерами транзисторов, отличаюi е е с я тем, что, с целью уменьшения ко /1мугационных помех, введены два инзертора и параллельная SC-цапь, которая включена между коллектораг ш транзисторов, входы инверторов соединены соответственно с коллектором и эмиттером одного транзистора, а выходы - с коллектором и эмиттером другого транзистора.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство №371685, кл. Н 03 К 17/16, 1970. 2,Авторское свидетельство №377966, кл. Н 03 К 17/16, 1970,