Многоканальный коммутатор Советский патент 1978 года по МПК H03K17/56 

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники и может быть использовано для коммутации и , преобразования в цифровой код сигналов низкого уровня. Известны многоканальные коммутаторы, ключевые элементы которых выполнены по схеме с емкостной связью цепей управления и коммутации и содержат стабилизаторы тока в цепях управления 1. Такой коммутатор не обеспечивает высокую точность коммута1Хии из-за иедостаточиой гальванической р азвязки коммутируемых и управляющих цепей. Известен многоточечный бесконтактный коммутатор, содержащий аналого-цифровой преобразователь, ключевые элементы, выходы которых соединены с входом усилителя постоянного тока, а управляющие входы через разделительные трансформаторы соедииены с выходами распределителя, вход которого соединен с выходом генератора такто- вых импульсов 2. Однако указанный коммутатор не позволяет получить высокой точности и широкого рабочего диапазона входных сигналов при высокой скорости коммутации н большом числе входных каналов ввиду большого времени перезаряда выходной емкости многбканального коммутатора при переключении входных каналов и малой стабильности тока управления при зал ыкании ключевого элемента. Целью изобретения является повышение точности и расширение рабочего диапазона коммутатора. Для этого в предлагаемый колгмутатор дополнительно введены устройство выбора диапазона, аналоговые ключи, усилители постоянного тока и устройство задержки, которое включено между выходом генератора тактовых импульсов и управляющим входом одного из аналоговых ключей, последний включен между общей шиной и выходами ключевых элементов. Входы дополнительных усилителей постоянного тока включены параллельно входу усилителя постоянного тока, а выходы дополнительных усилителей постоянного тока и выход усилителя постоянного тока соединены со входом аналого: цифрового преобразователя.через адалоговые ключи, их управляющие входы соединены с соответствующими выходами устройства выбора диапазона, один из выходов которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, а вход - с выходом анаого-цифрового преобразователя. Кроме тоо, в цепи вторичных обмоток разделительых трансформаторов включены дополниельно стабилизаторы тока, выполненные, апример, на полевых транзисторах.5

На чертеже приведена схема описываемоо многоканального коммутатора.

Многоканальный коммутатор подключен к выходам датчиков 1, связанных с параллельно соединенными входами усилителей 2 постоянного тока через ключевые элементы 3, управляющие входы которых через разделит;ельные трансформаторы 4 соединены с выходами распределителя 5, вход последнего непосредственно соединен с генерато- s ром 6 тактовых импульсов и через устройство 7 задержки - с управляющим входом аналогового ключа 8, включенного между общей шиной и выходами ключевых элементов 3. Выходы усилителей 2 постоянного тока соединены с входом аналого-цифрового 20 преобразователя 9 через другие аналоговые ключи 10, их управляющие входы соединены с соответствующими выходами устройства 11 выбора диапазона, один из выходов которого соединен с входом генератора 6 тактовых s импульсов, а вход - с выходом аналогоцифрового преобразователя 9. В цепи вторичных обмоток разделительных трансформаторов 4 включены стабилизаторы 12 тока, выполненные, например, на полевых транзисторах.30

В исходном состоянии ключевые элементы 3 находятся в разомкнутом состоянии, аналоговый ключ 8 замкнут, аналоговые клю ни 10 разомкнуты. В момент поступления на распределитель 5 тактового импульса о ге- 35 нератора 6 тактовых импульсов через первичную обмотку одного из разделительных трансформаторов 4 проходит импульс тока, напряжением со вторичной обмотки трансформатора 4 отпирается соответствующий ключевой элемент 3, и сигнал с одного из датчиков 1 поступает на выход коммутатора. Ток управления открытым ключевым элементом 3 стабилизируется на время включения соответствующими стабилизаторами 12 на полевых транзисторах. Через время, не- 45 обходимое для установления переходных процессов, тактовый сигнал через устройство задержки 7 поступает на размыкающий управляющий вход аналогового ключа 8, и сигнал с выбранного датчика 1 поступает на входы усилителей 2 постоянного тока. За- 50 держка выключения аналогового ключа 8 позволяет значительно снизить паразитные выбросы напряжения на выходе коммутатора, связанные с перезарядом паразитных

емкостей в моменты переключения. По сигналу с устройства 11 выбора диапазона открывается один из аналоговых ключей 10, подключая выход соответствующего усилителя 2 постоянного тока к входу аналого-цифрового преобразователя 9 и запуская этот преобразователь. В случае, если выходной сигнал с преобразователя 9 показывает, что выбран не тот рабочий диапазон, который оптимален по точности для данного значения входного напряжения, устройство II выбора диапазона вновь запускает генератор 6 тактовых импульсов, замыкая ключ 10 вновь выбранного рабочего диапазона.

Формула изобретения

. Многоканальный коммутатор, содержа плий аналого-цифровой преобразователь, ключевые элементы, выходы которых соединены с входом усилителя постоянного тока, а управляющие входы через разделительные трансформаторы соединены с выходами распределителя, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения рабочего диапазона, дополнительно введены устройство выбора диапазона, аналоговые ключи, усилители постоянного тока и устройство задержки, включенное между выходом генератора тактовых импульсов и управляющим входом одного из аналоговых ключей, который включен между общей.шиной и выходами ключевых элементов, входы дополнительных усилителей постоянного тока включены параллельно входу .усилителя постоянного тока, а выходы дополнительных усилителей постоянного тока и выход усилителя постоянного тока соединены с входом аналого-цифрового преобразователя через аналоговые ключи, их управляющие входы соединены с соответствующими выходами устройства выбора диапазона, один из выходов которого соединен со входом генератора тактовых импульсов, а вход - с выходом аналого-цифрового преобразователя.

2. Коммутатор по п. I, отличающийся тем, что в цепи вторичных обмоток разделительных трансформаторов включены дополнительно стабилизаторы тока, выполненные, например, на полевых транзисторах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 307519, кл. Н 03 К 17/66, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 374742, кл. Н 03 К 17/56, 1971.

UJ