Двухполярный переключатель Советский патент 1981 года по МПК H03K17/00 

(54) ДВУХПОЛЯРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

1

. Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в измерительной технике для калибровки трактов вертикального отклонения осциллографов, а таклш- аналогоцифровых преобразователей.

Известен двухполярный переключатель, содержащий переключающий транзистор, управляемый по базе током, протекающим через два каскадно включенных транзистора, подключенных к триггерной схеме и защитные диоды, которые защищают переключающий транзистор от переходных процессов J 13Недостатком данного двухполярного переключателя является относительно низкая точность калибровки из-за того, что схема зтого переключателя не позволяет получить на выходе постоянные и импульсные положительные и отрицательные напряжения, что соответственно не позволяет производить прямые измерения напряжений, в результате чего точность калибровки будет низкой.

Известен также двухполярный переключатель , содержащий эмиттерный повторитель, подключенный коллектором к общей шине, эмиттером через резистор - к источнику питания, а базой через резистор - ко входной шине, двухплечий переключатель, каждое плечо которого состоит из двух последовательно соединенных переключающего и выходного резисторов, подключенных

10 эмиттерами через соответствующие резисторы к шинам источника питания, Коллекторы выходных транзисторов подключены к выходной шине непосредственно и через резистор - к общей ши15не, а базы всех транзисторов подключены к выходам соответствующих делителей напряжений, включенных между шинами источника питания и общей шиной и через конденсаторы - к общей

20 шине 2.

Недостаток известного двухполярного переключателя также заключается в низкой точности калибровки. Цель изобретения - повышение точности калибровки. Поставленная цель достигается тем что в двухполярный переключатель,содержащий эмиттерный повторитель, под ключенный коллектором к общей шине, эмиттером через первый резистор - к первой шине источника питания, а базой через второй резистор - ко входной шине, двухплечий переключатель, каждое плечо которого состоит из двух последовательно соединенных переключающего . и выходного транзисторов, из которых два переключающих транзистора и один выходной, подключены эмиттерами через соответствующие резисторы к первой и второй шинам источника питания, коллекторы вы ходных транзисторов подключены к выходной шине и через третий резистор к общей шине, а базы всех транзисторов подключены к выходам соответству 1ЦИХ делителей напряжений, включенных между шинами источника питания и общей шиной и через конденсаторы - к общей шине, введены два диода и регу лируемый резистор, а одно плечо пере ключателя выполнено на транзисторах разной проводимости, причем катоды диодов подключены к эмиттерам переключающих (с одинаковой проводимость транзисторов противоположных плеч, а их аноды объединены и подключены к эмиттеру транзистора эмиттерного повторителя, база, которого через четвертый резистор подключена к среднему выводу регулируемого резистора,по ключенного между первой шиной источника питания и общей шиной. На чертеже представлена принципиальная схема двухполярного переключа теля . Двухполярный переключатель содержит эмиттерный повторитель, выполнен ный на транзисторе 1, который коллек тором подключен к общей шине, эмитте ром через резистор 2 - к отрицательной шине источника питания, а базой через резистор 3 - к входной шине, двухплечий переключатель, каждое пле чо которого состоит из двух последовательно соединенных выходного и клю чевого транзисторов 4, 5 и 6, 7, под кпюченных эмиттерами через соответствующие резисторы 8, 9, 10 к шинам источника питания, коллекторами - к выходной шине непосредственно и чере резистор 1I к общей шине, а базами к выходам соответствующих делителей напряжений, выполненных на резисторах 12, 13 и 14, 15 и 16, 17, 18 и включенных между шинами источника питания и общей шиной, и через конденсаторы 19, 20, 21 и 22 - к общей шине, два диода 23 и 24 и регулируемый резистор 25, катоды диодов подключены к эмиттерам переключающих транзисторов противоположных плеч с одинаковой проводимостью, а их аноды объединены It подключены к эмиттеру эмиттерного повторителя, база которого через резистор 26 подключена к среднему выводу регулируемого резистора 23, который включен между минусовой шиной источника питания и общей шиной, Двухполярный переключатель работает следующим образом, Для правильной работы двухполярно-, го переключателя необходимо, чтобы потенциал базы ключевого транзистора 5 (и) по абсолютной величине был вьш1е потенциала базы ключевого транзистора 7 (ll2) . Рассмотрим работу двухполярного переключателя, когда Щ - и,| fUgJ . где Uay- амплитуда входнь1х импульсов. Тогда, в зависимости от величины сопротивления регулируемого резистора 25, возможны следукяцие режимы работы. luji ,{, где Ui - напряжение на эмиттере транзистора 1, когда U0y О, (Uj изменяется с помощью регулируемого резистора 25), В этом случае диоды 23 и 24 закрыты, а транзисторы 4, 5 и 7 открыты, Если значения сопротивления резисторов 9 и 10 подобрать таким образом, что падение напряжения на резисторе 10 превьшает падение напряжения на резисторе I8, то выходной транзистор 6 будет закрыт, и на выходе будет отрицательное постоянное напряжение, значение которого можно измерить с малой погрешностью цифровьв вольтметром (Khue,) luil |и(Ц|. в этом случае, во время действия входного напряжения Ugj, диод 23 открьшается, транзисторы 4 и 5 закрываются. На выходе будут импульсы отрицательной полярности, амплитуда которых равна значению постоянного напряжения, измерснног-о FS предыдущем случае. ( «- jua/ /и,/. в этом случае диод 23 открыт, а транзисторы 4 и 5 закрыты. Во время поступления на схему напряжения 1/ диод, 24 и транзистор 6 открываются, а ключевой транзистор 7 закрьшается. На выходе получим импул сы положительной полярности, амплиту ды которых можно измерить цифровым вольтметром, установив с помощью резистора 25 напряжение Uj равным ( + . в этом случае диоды 23 и 24 откры ты, транзисторы 4, 5 и 7 закрыты, а транзистор 6 открыт. На выходе будет постоянное напряжение положительной полярности. Двухполярный переключатель позвол ет наряду с рассмотренными случаями получить выходное напряжение, значения которого изменяются от отрицател ного значения до положительного. Для этого необходимо, чтобы значение f Ug, было больше I и - U2|. Установив с помощью регулируемого резистора 25 значение fUj| больше I Ц | получим,что при отсутствии входных импульсов тра зисторы 4, 5 и 7 открыты, а транзистор 6 закрыт, т.е. на выходе будет о рицательное напряжение, а при поступ лении Ц ((из/ + UBx)/U2, будут закрыты транзисторы 4, 5, 7, а транзистор 6 будет открыт, т.е. на Выходе будет положительное напряжение. Таким образом, двухполярный переключатель позволяет получить на выхо де постоянные и импульсные положител ные и отрицательные напряжения, что дает возможность расширить область использования переключателя, определять значения напряжений с меньшей погрешностью измерения за счет прямы измерений, а это в свою очередь дает возможность просто и всесторонне про верить калибровку тракта вертикально го отклонения осциллографа и быстродействующих АЦП с меньшей погрешностью преобразования. j Кроме того, благодаря непосредст венному соединению выходного гнезда коллекторами выходных транзисторов. 17 .i устранено влияние поразитных емкостей переходных устройств во время нарастания импульсов калибровки, что имеет большое значение при проверке переходных характеристик усилителей и параметров быстродействующих ЛЦП. Формула изобретения Двухполярный переключатель, содержащий эмиттерный повторитель, подключенный коллектором к общей шине, эмиттером через первый резистор - к первой шине источника питания, а базой через второй резистор - ко входной шине, двуплечий переключатель, каждое плечо которого состоит из двух последовательно соединенных переключающего и выходного транзисторов, из которых два переключающих транзистора и один выходной подключены эмиттерами через соответствующие резисторы к первой и второй шинам источника питания, коллекторы выходных транзисторов подключены к выходной шине и че- рез третий резистор - к общей шине, а базы всех транзисторов подключены к выходам соответствующих делителей напряжений, включенных между шинами источника питания и общей шиной и через конденсаторы - к общей шине, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности калибровки в него введены два диода и регулируемый резистор, а одно плечо переключателя выполнено на транзисторах разной проводимости, причем катоды диодов подключены к эмиттерам переключаю щих (с одинаковой проводимостью транзисторов противоположных плеч, а их аноды объединены и подключены к эмиттеру транзистора эмиттерного повторителя, база которого через четвертый резистор подключена к среднему выводу регулируемого резистора, подключенного между первой шиной источника питания и общей шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка Великобритании № 1541350, кл. Н 03 К 17/00, (НЗТ), 1979. 2.Техническое описание и инструкция по эксплуатации генератора импульсов Г5-54, с. 8-10, рис. 6 (прототип) .