Коммутатор аналоговых сигналов Советский патент 1982 года по МПК H03K17/567 

(54) КОММУТАТОР АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к импульсной технике- и может быть использовано в радиотехнических устройствах для кутации аналоговых разнопоЛЯрНЫХ СИГНсШОВ.

Известны коммутаторы аналоговых сигналов, содержарше переключающий элемент и управляющее устройство ti.

Известные коммутаторы аналоговых сигналов обладают существенными недостатками: небольшим динамическим диапазоном коммутируекых сигналов и необходимостью гальванической развязки цепи управления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аналоговый коммутатор, выполненный на двух встречно включенных диодах, первый из которых подключен к источнику коммутируемого сигнала, второй к резистору нагрузки, а их общая точка через резистор подключена К источнику управляющего напряжения 21,

Однако указанный коммутатор обладает малым динамическим диапазоном, определяеилм отношением RH/ Д R, - резистор нагрузки, R - резистор, подключенный к общей точке диодов.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона коммутируемого разнополярного аналогового сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в коммутатор, состояв ий из N-каналов, каждый из которых содержит источник управляющего напряжения, резистор, резистор нагрузки и первый и второй диоды, ка.тод первого дио10да соединен с шиной коммутируемого сигнала, а катод второго - с выходной шиной, которая через резистор нагрузки соединена с общей шиной коммутатора, введены в каждый канал

15 устройство сдвига уровня, повторитель напряжения, вход которого подключен к выходу устройства сдвига уровня, а выход - к аноду второго диода, общий источник электропи20тания, средняя точка которого соединена с общей шиной, а положительная и отрицательная шины связаны с соответствующими цепями питания повторителя напряжения, и общий

25 стабилизатор тока, который включен между выходной шиной и отрицательной шиной источника электропитания, при этом анод первогчэ диода соединен с первым входом устройства сдвига

30 уровня, второй вход которого через

резистор подключен к источнику управляющего напряжения.

Первый и второй входы устройства сдвига уровня и его выход соединяют между собой.

Устройство сдвига уровня содержит конденсатор и параллельно соединенные стабилитрон и переменный резистор, при этом анод -стабилитрона -соединен с первым входом устройсЗтва сдвига уровня, а катод - вторым входом, выход устройства сдвига уровня подключен к выходу переменного резистора и к первому выводу конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом стабилит рока.

. На фиг.1-3 приведены общая схема предлагаемого коммутатораi и ее варианты выполнения.

Аналоговый коммутатор содержит источники 1 управляющего напряхсения,подключенные к управляющим вход коммутатора,резистор 2,первый диод второй диод 4, устройство 5 сдвига уровня, повторитель б напряжения, источник 7 питания, источники 8 коммутируемого сигналд, подключенные к сигнальным входам коммутатора, выхо

9аналогового коммутатора, резистор

10нагрузки, стабилизатор 11 тока, стабилитрон 12, переменный резистор

13, конденсатор 14.

Аналоговый коммутатор работает следующим образом.

При подаче положительного напряжения от источника 1 управляющего напряжения ток через резистор 2 и устройство 5 сдвига уровня открывает первый диод 3 и одновременно напряжением с выхода устройства 5 сдвига уровня через повторитель б открывает второй диод 4.

Входной коммутируемый сигнал поступает через первый диод 3 на вход повторителя 6, с выхода которого сигнал подается через открытый второй диод 4 на резистор 10 нагрузки. При этом устройство 5 сдвига уровня обеспечиваб(Т нулевой сдвиг уровня коммутируемого сигнала между входом и выходом коммутатора:.

Таким образом работгиот все канал аналогового коммутатора. Включение повторителя б, выполненного, например, эмиттерным повторителем, обес,,печивает получение выходного напря жения, не зависящее от отношения реаисторов 2 и 10, что приводит к расширению динамического диапазона коммутируемого сигнала. Кроме того, подключение стабилизатора 11 тока к отрицательной шине источника 7 питания обеспечивает коммутацию раэнополярных сигналов.

На фиг.2 нулевой сдвиг уровня коммутируемого сигнала обеспечивает

за счет равенства падений напряжений на эмиттерном переходе транзистора эмнттерного повторителя б и открытых первых диодах 3..

На фиг.З сдвиг уровня между входо и выходом коммутатора обеспечивается за счет напряжения смещения, подаваемого на вход эмиттерного повторителя, снимаемого с переменного резистора 13.

Таким образом, предлагаемая структура аналогового коммутатора обеспечивает расширение динамического диапазона коммутируемого сигнала, нулевой сдвиг между входом и выходом коммутатора; регулируемый сдвиг уровня мехсцу входом и выходом коммутатора; коммутацию разнополярных сигналов.

Схема аналогового KONuviyTaTopa может быть выполнена на любой элементной базе, включая интегральное исполнение.

Аналоговый коммутатор использован в электронном коммутаторе для осциллографа.

Формула изобретения

1.Коммутатор аналоговых сигналов состоящий из п каналов, каждый из которых содержит источник управляющего напряжения, резистор, резистор нагрузки и первый и второй диоды, катодг. первого диода соединен

с Чииной коммутируемого сигнала, а катод второго - с выходной шиной, которая через резистор нагрузки соединена с общей шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона коммутируемого разнополярного сигнала, введены в каждый канал устройх:тво сдвига уровня повторитель напряжения, вход которого подключен к выходу устройства сдвига уровня, а выход - к аноду второго диода, общий источник электропитания, средняя точка которого соединена с общей шиной, а положительная и отрицательная шины соединены с соответствующими цепями питания повторителя напряжения, и общий стабилизатор тока, который включен мехсду выходной шиной и отрицательной шиной источника электропитания, при этом анод первого диода соединен с первым входом устройства сдвига уровня, второй вход которого через резистор подключен к источнику управляющего напряжения.

2.Коммутатор по п.1, о т л и чающийся тем, что первый

и второй входы устройства сдвига уровня и его выход соединены между собой.