Коммутатор Советский патент 1980 года по МПК H03K17/567 H03K17/00 

(54) КШМУТАТОР Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники. Известны коммутаторы, содержащие коммутирующие ключи, ключи обратной связи и операционный усилитель 1. Недостатке этого устройства является низкая точность. Кроме того, известны коммутаторы содержащие источники, питания и рдрр ного напряжения, подключенный к неинвертирующему входу операционного усилители, выход которого соединен управляющим входом регулирующего эл мента, выходные ключи, входы котбры соединены с выходом регулирующего элемента, а выходы с выходами комму татора и входами, управляемых синхронно, с вйходными ключами, ключей обратной связи, выходы которых соединены с инвертирующим входом опера ционного усилителя 2. Недостаток этого устройства - ни ка надежность. С целью повышения точности и надежности в коммутатор, содержащий источник питания, выходные транзисторы, эмиттеры которых соединены с выходными шинс1ми и через соответствующие ключи обратной связи - с .инвертирующим входом операционного усилителя и выходом дополнительного ключа обратной связи, управляющий вход которого подключен к выходу распределйтеля, а другие pro выходы соединены с управляющими входами ключей в5|Гат1Г6 й связ ГГ ййстЬ 1НйК напряжения, подключенный к неинвертирующёму вх 6ду операционного усилителя, введены управляющие ключи, диоды, делитель напряжения, ограничитель тока и селектор амплитуды, причем выход операционного усилителя соединен с вхЬдс1Ми управляющих ключей и через делитель напряжения - с входбм дополнительного ключа обратной связи, при этом выходы распределителя соединены с управляющими входами и через диода с: вькодаШ с66тветС:1гвующих: управляющих клкзчей и базами соответствующих выходных транзисторов, коллекторы KOTOptsx. через ограничитель тока подключены к выходу источника питания и через селектор амплитуды к входу распределителя, На чертеже представлена функциональная схема коммутатора, который содержит источник питания 1, подключенный ,к выходным транзисторам 2г чернээ ограничитель 3 тока. Выхо ды коммутатора через ключи 5 обратной связи соединены с инвертирующим входом операционного усилителя б и выходом дополнительно го ключа 7 обратной связи, вход которого соединен с вьгходом делителя напряжения. Неинвертирующий вход оп рёщионного усилителя б соединен с вы ходом источника 9.опорного напряжения. Выход усилителя б подключен к входам управляющих ключей ,, выходыкоторых сое;йинены с базами транзисторов , и катодам диодов . Управляющие входы ключей , и подключены к выходам распределителя 12, вход которого свя эан с выходом селектора 13 амплитуды вход которого подключен к точке сое дйненйя коллекторов выходных транзис торов и выходом ограничителя тока. , Коммутатор работает следующим образом. В исходном состоянии ключи и заперты положительным напряжением, подаваемым с соот ветствующих выходов распределителя 12, Ключ 7 открыт. Напряжение с .выхода делитехпя 8 через ключ 7 подаетс на инвертирующий пход усилителя б. При больщом входном сопротивлении и высоком Коэффициенте усиления опера цйонного усилителя напряжение на его выходе и и -bJLJ 2, о on -R,, где УОЛ выходное напряжение источ ника 9 ; R, ,R2- сопротивление рёзибторов делителя 8. .Для $о;рмирЬвания заданн ог6 напря жения на выходе коммутатора 4 импульсами распределителя 12 отк рывают ся ключи 5., , 10 и закрывается ключ 7. Диод 11. при этом заперт. Напряже ние с выхода 4| через йлюч 5 обратной связи подается на инвертирующий вход усилителя 6, гда сра1внйваётс я с UQJ., ., Сигнал рассогласования отрабатывается усилителем б таким образом, что напряжение на выходе 4 ста новится равным Upf, . Напряжение на выходе усилителя 6 при этом отличает ся от опорного .на величину падений напряжений на ключе 10 и переходе эмиттер-база транзистора 2 . ПО окончании импульса уцравления дополнительный ключ 7 открывается, кл1очй 5 и 10 запираются. При подаче управляющих импульсов на ключи других каналов устройство работает аналогично описанному. При прохождении тока коллектора транзисторов на ограничителе 3 возникает Падение напряжения. Амплитуда импульсов напряжения на выходе ограничителя 3 зависит от величины .нагрузки на выходах t, коммутато |ра. Селектор 3 амплитуды на вход которого подаются импульсы позволяет автоматически определять номер не- исправного канала и характер неисправности в измерительной системе (короткое замыкание, обрыв и т.д.), , а также предотвращать выход из строя транзисторов при коротком замыкании нагрузки путем подачи на запрещающий вход распределителя 12 импульса, прекращгиощего подачу управляющего Импульса на ключи опрашиваемого канала. При высокой точности установки напряжения на выходах кoм yтaтop обладает малым временем переключения и отсутствием задержек выходных импульсов относительно управляюидах, а . также малой величиной эквивалентного остаточного сопротивления выходного ключа. Коммутатор позволяет производить защиту выходных . ключей от выхода из строя при коротких замыканиях нагрузки без ухудшения их эквивалентных остаточных параметров и производить контроль за работой системы, что Существенно упрощает ее эксплуатацию и повышает надежность. Формула изобретения Коммутатор, содержащий источник питания, выходные транзисторы, эмиттеры которых соединены с вьйходными шинами и через соответствующие ключи обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя и выходом дополнительного ключа обратной связи, управляющий вход которого под лючен к выходу распределителя, а другие его выходы соединены с управляющими входами ключей обратной связи, и источник опорного напряжения, подключенный к неинвертирующему входу операционного усилителя, о т л и чающийс я тем, что, с целью повышения точности и надежности, введены управляющие ключи, диоды, делитель напряжения, ограничитель тока и селектор амплитуды, причем выход операционного усилителя соединен с входами управляющих ключей и через делитель напряжения - с входом дополнительного ключа обратной связи, при этом выходы распределителя соединены с управляющими входами и .через диоды с выходами соответствующих управляющих ключей и базами соответствующих выходных транзисторов, коллекторы которых через ограничитель тока подключены к выходу источника питания и через селектор амплитуды - к входу распределителя. Источники информации, принятые во внимание при эк.спертизе 1.Патент Франции № 2148774, кл. И 03 К 17/00, опублик. 13.02.72. 2,Авторское свидетельство СССР 1 493917, кл. Н 03 К 17/02, 12.03.74 Гппототиг) ..