Коммутатор напряжения на мдп-транзисторах

 

КОММУТАТОР ЙадРЯЖЕНИЯ НА НДП-ТРАВЗИСТОРАХг ООДерж« ий шины ВХОДНЫХ CHrHan6B,npAKJBp4eHHue к истокам МДП-транзисторов первой с упейиу стоки котоЕяж соединены с ис ;токами соответствукмадах йдатран зисторов стутавяи, k стокам которых подключен первый вход суммируюи|е | ..операционного усилителя, второй i ГЬход которохю псщключен к шине 6тпиракхцего сигнала, а выход - к вхо;-. дам переключателей, выход Ц1 которых соединены с затворами соответствую йСИх МДП-транзисторов и сорт- v ае ствующие резисторы - с шиной эёпиракидего сигнала, а такзке шину вы-; хзодных сигналов, от л и ч а ю - , щ и и с я тем, что, с целью увеличения достоверности передачи информации , в иеко дополнительно введены резистор, генератор га1 «энических колебаний, полосовой и режекториый фильтры, демодулятор, форМ1фо ватель и тайна выявления неисйравности , причем выход генератора гармонических колебаний через резистор подключен к входам полосового и . | режекторяЪго фильтров и к первому (Л входу су 1мирук 4его операционного усилителя-, шоход режекторного С; соедашёй с шиной выходных сЙ1 на1ЛО г а выход полосового фильтра чер«ез:пос; : леДовательно включенные демодулятор и формирователь подключен к шине выявления неисправности.

10 35799

Изобретение относится к автома= тике и вычислительной технике, в частности к электронной коммутации напряжения, н может быть использовано в измерительной аппаратуре.

Известен измерительный коммутатор, 5 .содержащий измерительные ключи, входные шины, блок индикации, @азосдвигающее устройство, трансформатор, резисторы, конденсаторы . индуктивности 1J.

Недостатками известного коммутатора являются сложность и невысокая точность

Наиболее близким к предлагаемому является многоступенчатый коммутатор 15 на МДП-транзисторах, содержащий шины входных сигналов, подключенные к истокам МДП-транзисторов первой ступени, стоки которых соединены с истоками соответствующих МдП-транзисторов второй ступени, к стокам кото- рых подключены нагрузочный резистор, шина выходных сигналов с присоединенным к ней одним входом суммирующего операционного усилителя, другой вход которого подключен к шине отпирающего сигнала, затворы всех

МДП-транзисторов через соответствую å резисторы подключены к шине запирающего сигнала, а также переключатели, два вычитающих устройства, блок выделения абсолютного значения напряжения, два термостабилъных источника тока, термостабильный резистор и дополнительный МДП-транзистор, при этом входы первого вычитающего устройства соединены соответственно с выходной шиной и через переключатель -с истоком оДного из МДНтранзисторов второй ступени, а выход с третьим входом суммирующего опе- 40 рационного усилителя и через блок выделения абсолютного значения напряжения с соединенными параллельно термостабильными источниками тока, выходы которых подключены соответст- 45 женно к термостабильному резистору, к истоку дополнительного МДП-транзистора и через второе вычитающее устройство - к четвертому входу суммирующего операционного усилителя, выход которого подключен к общей шине переключателей, вторые выводы которых соединены с затворамй соответствующих МДП-транзисторов $ 2).

Недостатком такого коммутатора является отсутствие самоконтроля в процессе работы.

Цель изобретения - увеличение достоверности передачи информации.

Поставленная цель достигается тем, что в коммутатор напряжения на 60

МДП-транзисторах, содержащий шины входных сигналов, подключенные к истокам МДП-транзисторов первой ступени, стоки которых соединены с истоками соответствующих МДП-тран- 65 зисторов второй» ступени, к стокам которых подключен первый вход суммирующего операционного усилителя, второй вход которого подключен к шине отпирающего сигнала, а выход — к входам переключателей, выходы которых соединены с затворами соответствующих МДЕ-транзисторов и через соответствующие резисторы - с шиной запирающего сигнала, а также шину выходных сигналов, введены резистор, генератор гармонических колебаний, полосовой и ре>кекторный Фильтры,демодулятбр, формирователь и шина выявления неисправности, причем выход генератора гармонических колебаний через резистор подключен к входам полосового и режекторного фильтров и к первому входу суммирующего операционного усилителя, выход режекторного фильтра соединен с шиной выходных сигналов, а выход полосового фильтра через последовательно включен ные демодулятор и Формирователь подключен к шине выявления неисправI ности

На чертеже представлена функциональная схема коммутатора напряжения на МДП-транзисторах.

Шины 1 входных сигналов подключе ны к истокам соответствующих МДПтранзисторов 2 первой ступени, стоки которых соединены с истоками соответствующих МДП-транзисторов 3 второй ступени, к стокам которых подключены первый вход суммирующего операцион ного усилителя 4, вход режекторного

Фильтра 5, вход полосового Фильтра б и первый выйод резистора 7, второй вход суммирующего операционного усилителя 4 подключен к шине 8 отпирающего сигнала, а выход к входам переключателей 9, выходы которы)с соединены с,затворами соответствующих МДПтранзисторов 2 и 3 и через соответствующие резисторы 10 подключены к шине 11 запирающего сигнала, выход режекторного фильтра 5 подключен к шине 12 выходных сигналов, а выход полосового фильтра б - к входу демодулятора 13, вцход которого через формирователь 14 соединен с шиной 15 выявления неисправности второй вывод . резистора 7 подключен к выходу генератора 1б гармонических колебаний.

Коммутатор напряжения на МДП-транзисторах работает следующим образом.

Коммутируемые напряжения поступают на входные шины 1. Если канал коммутатора открыт, то с входной шины сигнал по цепи исток - сток соответствующего МДП-транзистора 2 первой ступени и исток - сток открытого МДП-транзистора 3 второй ступени, поступает на первый вход суммирующего операционного усилителя 4, на входы режекторного фильтра 5 и полосового Фильт1035799.ра 13, формирователя 14 и основан на естественном свойстве МДП-транзис.торов, имекарас выходную характеристику с явно выраженной нелинейностью.

Для открытого ИДП-транзистора s коммутаторе напряжения характерна работа в линейной области стоковой характеристики. Рабочая точка выбирается в самом начале стоковой-характеристики, обладающей высокой линейностью. Динамическое сойротивление:открытого МДП-транзистора в рабочей точке совпадает по модулю со статическим и, следовательно „ невелико..Если же, вследствие. какихлибо неисправностей, коммутируемый-. ток резко возрастает, то рабочая точка-открытого ИДП-трайзнстора-перемещается в область насыщения и характеризуется током насыщения:,м пороговым напряжением-. Работа..

МДП-транзистора в области насыщения при постоянном напряжении зат,вор « исток характеризуется -посто-. . янным током стока. Поэтому увеличение напряжения сток — исток в ..: этой области не вызывает изменение тока стока. Следовательно в области. насыщения динамическое сопротивление открытого МДП-транзистора очень: велико.

50 ния погрешности. ра б и на первый .вывод резистора 7.

ИДП-транзисторы 2 и 3 других каналов коммутатора напряжения,в этот момент закрыты и, следовательно, на объеди.неннйе стоки ИДП-траизисторов 3 поступает сигнал только с одной шины 1

5 входных сигналов. Через режекторный фильтр 5 сигнал поступает .на шину 12 выходных сигналов. Резонансная часто° ° та режекторного фильтра 5 выбираетя лежащей за пределами полосы частот10 входных сигналов коммутатора. Таким образом, режекторный-фильтр 5 не оказывает влияния на коммутируемый сигнал. Управление ИДП-транзисторами 2 и 3 первой и второй ступени коммута- 15 тора соответственно осуществляется с помощью переключателей 9.

При наличии отпирающего потенциа:ла на-шике 8, от ирающих сигналов на выходе суммирующего операционного 20 усилителя 4 устанавливается .напряжение,определяемое суммой напряжений на шине 12 выходных сигналов и на шине 8 отпирающих сигналов, Через .один as переключателей 9,. который замкнут, нацряжение с- выхода сум-! мирующего усилителя 4 поступает на затвор соьтветствующего МДПтранзистора 2 первой ступени, а через другой соответствующий переключатель 9, который тоже замкнут, - на затвор. соответствующего МДП-транзис.тора.Звторой ступени. Все другие пе-. реключатели 9 должны быть разомкнуты. Для цепей с разомкнутыми пере, ключателями 9 на затворы соответствующих ИДП-транзисторов 2 и 3 поступает запирающий потенциал с шины 11 запирающих сигналов-через соответст1 вующие резисторы 10. Таким образом, запирание МДП-транзисторов коммута тора напряжения осуществляется пос(тоянным потенциалом, а отпираниепотенциалом на выходе суммирующего операционного усилителя 4,что йозволяет сохранять неизменным напря- 45 жение затвор - исток открытых ЩЗПтранзисторов вне зависимости.от изменения величины сигнала на шинах 1 входных сигналов. Переключение ка.налов .коммутатора осуществляется с помощью переключателей 9, причем управление осуществляется так, что в данный момент времени открыт только один канал коммутатора.

Автоматический самоконтроль ис- 55 правности коммутатора напряжения реализуется по принципу частотного разделения сигналов с помощью генератора 16 гармонических колебаний,,резистора 7, режекторного фильтра 5, полосового фильтра 6, демодулятоИспользование свойств характеристики ИДП-транзисторов позволяет обнаруживать нейсправность автоматически, в процессе работы коммутатора напряжения.

Тестовый сигнал с генератора 1б гармонических колебаний поступает через резистор 7 на объединенные стоки ИДП-транзисторов 3 второй сту» йейи, юсоды режекторного фильтра 5:, и полосового фильтра 6. Признаком наличия неисправности является величина амплитуды тестового сигнала иа входе полосового фильтра 6. Сиг» нал с выхода полосового фильтра б поступает на демодулятор 13, где происходит выпрямление гармонических колебаний. С выхода демодулятора 13 сигнал поступает на формирователь 14 для нормирования его по амплитуде и далее на шину 15 выявления неисправности. Режекторный фильтр 5 препятствует.проникновению тестового сигнала на шину 12 выходных сигналов.

Изобретение обеспечивает автоматический самоконтроль исправности работы коммутатора без увеличе1035799

Составитель C.Хуст

Редактор л. Алексеенко Техред и,тепер . Корректор Яогар ю вююе еМеюеваеввевю» ю мемюааамеюваюююа@юмююама аваьавав еававеаюмавйввав юавее юмаВ

Эаказ 5854/59 тирам 936 иодйисное

B8HHtlII Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Noctcsa, Ж-.35> Рауйская наб.> д. 4/5

° Ф ФЭВР Ф

Филиал IIIIII "патент.", г. улаород, ул. Проектная, 4. ь