Коммутатор Советский патент 1981 года по МПК H03K17/60 

1

Изобретение относится к технике связи и предназначено для использования в радиоэлектронных устройствах различного назначения, в частности в аппаратуре радиовещания и телеведения.

Известны коммутаторы, содержащие входной дифференциальный усилитель и выходной двухтактный эмиттерный повторитель 1 .

Недостаток коммуттаоров - низкая помехозащищенность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является коммутатор, содержащий первый и второй коммутируемые транзисторы дифференциального усилителя, первый диод, резисторы, транзистор генератора стабильного тока, ключевой транизстор, третий коммутируемый транзистор, при этом коллекторы первого и второго коммутируемых транзисторов дифференциального усилителя соединены через, последовательно соединенные первьй диод с резистором и резистор с плюсовой шиной питания, соответственно, Э1литтеры через резисторы соединены с коллектором транзистора генератора стабильного тока и плюсовой шиной питания,, база транзистора генератоpa стаби.пьного тока через два последовательно соединенных резистора соединена с коллектором ключевого транзистора, база которого, подключена к входу управления коммутатора, точка соединения первого диода и резистора в коллекторе первого коммутируемого транзистора дифференциального усилителя соединена с базой третьего ком0мутируемого транзистора, змиттер которого через параллельно включенные резистор и конденсатор подключен к плюсовой шине питания, а коллектор к выходу KONpnyTaTopa pj.

Недостатками известного устройства

S являются высокий уровень коммутационной помехи, высокое выходное сопро- . тивление во включенном состоянии и недостаточное затухание в выключеном

0 состоянии.

Цель изобретения - уменьшение коммутационной помехи и выходного сопротивления во вк.точенном состоянии и увеличение затухания в выключенном

5 состоянии.

Цель достигается тем, что в коммутатор введены второй, третий и четвертый диоды, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый ком0

мутируемые транзисторы, управляемый транзистор делителя, причем точка соединения второго диода и резистора в коллекторе второго коммутируемого транзистора дифференциального усилителя соединена с базой четвертого коммутируемого транзистора, эмиттер .коллектор которого через резисторы соединены с разнополярными шинами источника питания, коллектор четвертого коммутируемого транзистора соединен с базой пятого коммутируемого транзистора, а коллектор третьего коммутируемого транзистора соединен с базой девятого коммутируемого транзистора и анодом третьего диода, катод которого подключен к базе седьмого коммутируемого транзистора и через резистор к минусовой шине источника питания , при этом коллектор седьмого коммутируемого транзистора через резистор подключен к плюсовой шине источника питания, а. эмиттер соединен с эмиттером шестого коммутируемого транзистора, коллектор которого через резистор подключен к минусовой шине источника питания, причем, эмиттеры шестого и седьмого коммутируемых транзисторов соединены .с выходом коммутатора, коллектор пятого коммутируемого транзистора соединен с катодом четвертого диода и базой десятого коммутируемого транзистора, причем эмиттер и коллектор пятого и десятого коммутируемых транзисторов через параллельно соединенные резистор и конденсатор и резистор соо1 ветственно подключены к минусовой шине источника питания, анод четвертого диода подключен к базе шестого коммутируемого транзистора и через резистор к плюсовой шине источника питания, эмиттер десятого коммутируемого транзистора через резистор соединен с базой двенадцатого коммутируемого транзистора, эмиттер и коллектор которого соединены с одноименными электродами одиннсщцатого коммутируемого транзистора и выходом KOMMjTaTopa и базой второго коммутируемого тран-. зистора,соответственно, база одиннадцатого коммутируемого транзистора через резистор подключена к эмиттеру девятого коммутируемого транзистора, коллектор которого через резистор подключен к плюсовой шине источника питания, коллектор восьмого коммутируемого транзистора соединен с коллектором транзистора генератора, стабильного тока, а база и эмиттер подключены к базе ключевого транзистора и земляной шине коммутатора, соответственно при этом база восьмого коммутируемого транзистора через резисторы подключена к входу управления и минусовой шине источника питания, база транзистора генератора стабильного тока соединена с

коллектором и базой управляемого транзистора делителя и через резисторы с коллектором ключевого транзистора, эмиттер управляемого транзистора делители через резистор соединен с минусовой шиной источника питания.

На чертеже представлена принципиальная схема коммутатора.

Коммутатор представляет собой переключаемый усилитель постоянного тока, охваченный глубокой отрицательной обратной связью, и содержит дифференциальный усилитель с первым 1 и вторым 2 коммутируемыми транзисторами, к точке соединения резисторов 3 и 4 в эмиттерных цепях которых подсоединен коллектор транзистора 5 генератора стабильного тока, переключаемого через, делитель на резисторах 6-8 и управляемом транз исторе делителя 9 от ключевого транзистора 10, база которого соединена через резистивный делитель 11, 12 с входом управления коммутатора 13 и базой восьмого коммутируемого транзистора 14, эмиттер которого соединен с земляной шиной, а коллектор - с коллектором транзистора 5 генератора стабильного тока и через резистор 15 с плюсовой шиной питания. Коллекторы первого 1 и второго 2 коммутируемых транзисторов через первый 16 и второй 17 диоды и резисторы 18 и 19 соединяны с плюсовой шиной питания, а точки соединения этих лиодов и резисторов связаны с базами третьего 20 и четвертого 21 коммутируем , транзисторов. Эмиттер третьего т:оьмутируемого транзистора 20 соединен через параллельно включенные резистор 22 и конденсатор 23 с плюсовой шиной питания, а его коллектор через третий диод 24 и резистор 25 с минусовой шиной пита-ния. Эмиттер и коллектор четвертого коммутируемого транзистора 21 соединены через резисторы 26 и 27 с разнополярными шинами источника питания. К коллектору четвертого коммутируемого транзистора 21 подсоединена база пятого коммутируемого, транзистора 28, эмиттер которого через параллельно включенные резистор 29 и конденсатор 30/ а коллектор через четвертый диод 31 и резистор 32 связаны с разнополярными шинами источника питания К точкам соединения четвертого 31 и третьего 24 диодов с резисторами 32 и 25 подсоединены базы шестого 33 и седьмого 34 коммутируемых транзисторов, соответственно, коллекторы которых через резисторы 35 и 36 соединены с раз нополярными шинами источника питания, а эмиттеры связаны с резистором 37 и выходом коммутатора 38. К коллекторам третьего 20 и пятого 28 коммутируемых транзисторов подсоединены базы девятого 39 и десятого 40 коммутируемых транзисторов, коллекторы которых через резисторы 41 и 42

соединены с разнополярными шинами источника питания, а эмиттеры через резисторы 43 и 44 подсоединены к бзам одиннадцатого 45 и двенадцатого 46 коммутируемых транзисторов, коллекторы которых соединены с базой второго коммутируемого транзистора 2, а эмиттеры - с выходом коммутатора. .

Устройство работает следующим образом.

. При поступлении на вход управления коммутатора 13-управляющего нулевого потенциала, например от интерального триггера, ключевой транзистор 10 открывается и на базе тран-г зистора 5 устанавливается потенциал при котором через транзисторы 1 и 2 дифференциального усилителя проходит ток усилительного режима, в местах соединения первого 16 и второго 17 диодов с резисторами 18 и 19 в коллекторных цепях первого 1 и второго 2 коммутируемых транзисторов устанавливается потенциал, обеспечивающий усилительный режим работы третьего 20 и четвертого 21 коммутируемых транзисторов. На коллекторе четвертого коммутируемого транзистора 21 устанавливается потенциал, определяющий усилительный режим работы пятого коммутируемого транзистора 28. В точках соединения четвертого 31 и третьего 24 диодов с резисторами 32 25 устанавливаются равные по величине и противоположные по полярности потенциалы, определяющие усилитель ный режим работы шестого 33 и седьмого 34 коммутируемых транзисторов выходного двухтактного эмиттерного повторителя. При этом через, транзисторы 33 и 34 проходят равные по величине встречные токи от источников питания противоположных полярностей, которые компенсируются, что обеспечивает нулевой потенциал на выходе коммутатора. В усилительном режиме двухтактный эмиттерный повторитель обеспечивает низкое выходное сопротивление коммутатора.

Потенциалы, устанавливающиеся на коллекторах третьего 20 и пятого 28 коммутируемых транзисторов, открывают девятый 39 и десятый 40 ком lyтиpyeмыe транзисторы. При этом на базах одиннадцатого 45 и двенадцатого 46 коммутируемых транзисторов устанавливаются равные, но противоположные по полярности потенциалы, открывающие эти транзисторы, что приводит к замыканию цепи обратной связи с выхода коммутатора 38 на базу второго коммутируемого транзистора 2 дифференциального усилителя . При этом через эмиттерные и коллекторные переходы одиннадцатого 45 и двенадцатого 46 коммутируемых транзисторов проходят равные по величине и противоположные по полярности встречные токи коммутации. Токи компенсируются, и обеспечиваются нулевые потенциалы в общих точках соединения эмиттеров и коллекторов этих транзисторов, что исключает их влияние на работу коммутатора в открытом состоянии. Потенциал, поступающий на вход управления коммутатора 13, закрывает восьмой коммутируемый транзистор 14, что исключает возможность шунтирования на земля0ную шину эмиттерных цепеЯ первого 1 и второго 2 коммутируемых транзисторов. Величина резистора 15 в цепи питания восьмот о коммутируемого транзистора 14 такова, что не оказы5вает влияния на работу дифференциального усилителя в открытом состоянии.

При поступлении на вход управления коммутатора 13 потенциала положительной полярности ключевой транзистор 10

0 и транзистор 5 закрываются и разрьавается цепь питания дифференциального усилителя, вследствие чего закрывают.ся транзистору 1 и 2 и на их коллекторах появляются близкие по амплитуде к напряжения плюсовой шины питания

5 потенциалы, закрывающие третий 20 и четвертый 21 транзисторы. При этом на коллекторе четвертого транзистора 21 устанавливается потенциал, закрывающий пятый транзистор 28. На коллекто0рах третьего 20 и пятого 28 транзисторов, а также в точках соединения четвертого 31 и третьего 24 диодов с резисторами 32 и 25 устанавливаются близкиепо величине к напряжениям

5 разнополярных шин источника питания потенциалы, закрывающие шестой 33 и седьмой 34 транзистоЕ л, а также девятый 39 и десятый 40 коммутируемые транзисторы. При этом на базах

0 одиннадцатого 45 и двенадцатого 46 транзисторов устанавливаются закрывающие их нулевые потенциалы. Таким образом, на выходе коммутатора 38 сохраняется нулевой потенциал. Одновременно управляющий сигнал откры5вает восьмой коммутируемый транзистор 14, который шунтирует на земляную шину цепь проникновения входного сигнала о входа на выход через эмиттерные переходы транзисторов 1 и

0 2. Кроме того, затухание еще больше возрастает вследствие того, что одиннадцатый 45.и двенадцатый 46 коммутируе1иыё транзисторы закрыты.

Следовательно, предлагаемое уст5ройство обладает повышенной помехозащищенностью и затуханием в выключенном состоянии.

Формула изобретения

Коммутатор, содержащий первый и второй коммутируемые транзисторы дифференциального усилителя, первый диод, резисторы, транзистор генератоpa стабильного тока, ключевой транзистор, третий кЬммутыруеь-ый транзистор, при этом коллекторы первого и второго коммутируемых транзисторов дифференциального усилителя соединены через последовательно соединенные первый диод с резистором и

.резистор с плюсовой шиной питания соответственно, а эмиттеры через резисторы соединены с коллектором тран.зистора генератора стабильного тока и плюсовой шиной питания, база транзистора генератора стабильного тока через два последовательно соединенны резистора соединена с коллектором ключевого транзистора, база которого подключена к входу управления коммутатора , точка соединения первого диода и резистора в коллекторепервого коммутируемого транзистора дифференциального усилителя соединена с базой.третьего коммутируемого транзистора, эмиттер которого через параллельно включенные резистор и конденсатор подключен к плюсовой шине питания, а коллектор подключен к выходу коммутатора, отличающ и и с я тем, что, с целью уменьшения коммутационной помехи и выходного сопротивления во вклю ченном состонии и увеличения затухания в выключенном состоянии, в него введены второй, третий и четвертый диоды, четвертый, пятый, шестой, седьмой, вЬсьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый коммутируемые транзисторы, управляе Флй транзистор делителя, причем тоЧка соеддинения второго диода и резистора в коллекторе второго коммутируемого трачзистора дифференциального усялителя соединена с четвертого коммутируемого транзистора, эмиттер и ; -оллеКтор которого через реэисторьз соединены с разнополярньлли шинами источника питания, коллектор четвертого к:ом1 ауТируемого транзистора соединен с базой пятого коммутируемоготранзистора, а коллектор третье колгмути™ руемого транзистора с)единен с базой девятого комьлутируемого транзистору, анодом третьего диода, катод которог

подключен к базе седьмого н{О№мутируемого транзистора и через резистор к минусовой шине источника питания, при. этом коллектор седьмого ког мутируемого транзистора через резистор подключен к плюсовой шине источника питания, а эмиттер соединен с эмиттером шестого коммутируемого транзистора , коллектор которого через резистор подключен к минусовой шине источника питания, причем эмиттеры шестого и седьмого коммутируемых транзисторов соединены с выходом коммутатора, коллектор пятого коммутируемого транзистора соединен с катодом четвертого диода и базой, десятого коммутируемого транзистора, причем эмиттер и коллектор пятого и десятого коммутируемых транзисторов через параллельно соединенные резистор и конденсатор и резистор соответственно подключены к минусовой шине источника питания, анод четвертого диода подключен к базе шестого коммутируемого транзистора и через резистор к. плюсовой шине источника питания, эмиттер десятого коммутируемого транзистора через резистор соединен с базой двенадцатого коммутируемого транзистора, эмиттер и коллектор которого соединены с одноименными электродами одиннадцатого коммутируемого транзистора и выходом коммутатора и базой второго коммутируемого транзистора, соответственно, .база одиннадцатого коммутируемого транзистора через резистор подключена к эмиттеру девятого коммутируемого траззистора, коллектор которого через резистор подключен к плюсовой шине источника , коллектор, восьмого коммутир вмого транзистора соединен с коллектором транзистора генератора стг бильнсго тока, а база и эмиттер подключен:.; к базе ключевого транзистора и земляной шине KOMisiyTaTopa, соответственно, при этом база восьмого коммутируемого транзистора через резисторы подключена к входу,управления и минусовой шине источника питания, база транзистора генератора стабильного тока соединена с коллектором и базой у правляемого транзистора делителя и через резисторы с коллектором ключевого транзистора, эмиттер управляемог транзистора делителя через резистор соединен с минусовой шиной источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Арховский В. Ф,, Переключение аналоговых сигналов. М., 1967, с;7б78, рис. 33,2.

2.патент США № 3550087,

кл. 340-166, 03.05.70 (прототип).

Л..,

oHZD

ТЬ 12