Коммутатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских.Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 091275 (21) 2198124/18-21,(5 )М. КЛ.

-. с присоединением заявки ¹

Н 0З К 17Уб0

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.05.81.Бюллетень Но 19 (53) УДК 621.374. .33(088.8) Дата опубликования описания 230581

Б. Г. Гаврилов, В. A. Красовский, И. Г. Никитюк, С. Н. Тревогин и A. Н.

Одесский ордена Трудового Красного Мяамцни,"";.-- . - политехнический кнститу

, ! (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КОММУТАТОР

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 P).

Недостаток коммуттаоров — низкая помехозащищенность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является коммутатор, содержащий первый и второй 15 коммутируемые транзисторы дифференциального усилителя, первый диод, резисторы, транзистор генератора стабильного тока, ключевой транизстор, третий коммутируемый транзистор, при 20 этом коллекторы первого и второго коммутируемых транзисторов дифференциального усилителя соединены через последовательно соединенные первый диод с резистором и резистор с плюсо- 25 вой шиной питания, соответственно, а эииттеры через резисторы соединены с коллектором транзистора генератора стабильного тока и плюсовой шиной питания,, база транзистора генерато- . ЗО ра стабильного 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 диффеоенциального усилителя соединена с базой третьего коммутируемого транзистора, эмиттер которого через параллельно включенные резистор и конденсатор подключен к плюсовой шине питания, а коллектор к выходу коммутатора (2f.

Недостатками известного устройства являются высокий уровень коммутационной помехи, высокое выходное сопротивление во включенном состоянии и недостаточное затухание в выключеном состоянии. Цель изобретения — уменьшение коммутационной помехи и выходного сопротивления во включенном состоянии и увеличение затухания в выключенном состоянии.

Цель достигается тем, что в коммутатор введены второй, третий и четвертый диоды, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый ком832721 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 и .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 ко .торого 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 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 делителя 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 транзис- . торами, к точке соединения резисторов

3 и 4 в эмиттерных цепях которых под15 соединен коллектор транзистора 5 генератора стабильного тока„ переключаемого через. делитель на резисторах

6-8 и управляемом транзисторе делителя 9 от ключевого транзистора 10, Щ 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 соединены с плюсовой шиной питания, а точки соединения этих диодов и резисторов связаны с базами третьего 20 и четвертого 21 коммутируем л транзисторов.

Эмиттер третьего когмутируемого транзистора 20 соединен через параллельно включенные резистор 22 и конденсатор 23 с плюсовой шиной питания, а

его коллектор через третий диод 24 и

Щ 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.

4> 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 н седьмого 34 коммутируемых транзисто-. ров, соответственно, коллекторы которых через резисторы 35 и 36 соединены с разнополярными шинами источника пи-. тания, а эмиттеры связаны с резис-. тором 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

832721 соединены с разнополярными шинами источника питания, а змиттеры через резисторы 43 и 44 подсоединены к базам 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+ 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 кол- 20 лекторных 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 точ- 3О ках соединения четвертого 31 и третьего 24 диодов с резисторами 32 и

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 источни- 40

КоВ питания противоположных полярностей, которые компенсируются, что обеспечивает нулевой потенциал на выходе коммутатора. В усилительном режиме двухтактный эмиттерный повто" ритель обеспечивает низкое выходное сопротивление коммутатора.

Потенциалы, устанавливающиеся на коллекторах третьего 20 и пятого 28 коммутируемых транзисторов, открывают девятый 39 и десятый 40 коммутируемые 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 усили- О теля. 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 земляную шину эмиттерных цепе первого 1 и второго 2 коммутируемых транзисторов. Величина резистора 15 в цепи питания восьмо о коммутируемого транзистора 14 такова, что не оказывает влияния на работу дифференциального усилителя в открытом состоянии.

При поступлении на вход управления коммутатора 13 потенциала положительной полярности ключевой транзистор 10 и транзистор 5 закрываются и разрывается цепь питания дифференциального усилителя, вследствие чего закрываются транзистор а 1 и 2 и на их коллекторах появляются близкие по амплитуде к напряжения плюсовой шины питания потенциалы, закрывающие третий 20 и четвертый 21 транзисторы. При этом на коллекторе четвертого транзистора 21 устанавливается потенциал, закрывающий пятый транзистор 28. Йа коллекторах третьего 20 и пятого 28 транзисторов, а также в точках соединения четвертого 31 и третьего 24 диодов с резисторами 3? и 25 устанавливаются близкие по величине к напряжениям разнополярных шин источника питания потенциалы, закрывающие шестой 33 и седьмой 34 транзисторы, а также девятый 39 и десятый 40 коммутируемые транзисторы. При этом на базах одиннадцатого 45 и двенадцатого 46 транзисторов устанавливаются закрывающие их нулевые потенциалы. Таким образом, на выходе коммутатора 38 сохраняется нулевой потенциал. Одновременно управляющий сигнал откры-. вает восьмой коммутируемый транзистор 14, который шунтирует на земляную шину цепь проникновения входного сигнала с входа на выход через эмиттерные переходы транзисторов 1 и

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

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

Формула изобретения

Коммутатор, содержащий первый и второй коммутируемые транзисторы дифференциального усилителя, первый ди» од, резисторы, транзистор геиерато832721 8. ра стабильного тока, ключевой транзистор, третий ко.шутнруемый "i"ранзистор, при этом коллекторы первого и второго коммутируемых транзисторов дифференциального усилителя соединены через последовательно соединенные первый диод с резистором и S .резистор с плюсовой шиной питания соответственно, а эмиттеры через резисторы соединены с коллектором тран,зистора генератора стабильного тока и плюсовой и:иной питания, база транзистора генератора стабильного 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 коммутируемого тран-,Щ зистора, эмиттер которого через параллельно включенные резистор и конденсатор подключен к плюсовой шине питания, а коллектор подключен к выходу коммутатора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения коммутационной помехи и выходного сопротивления во включенном состоянии 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, управляемый транзистор делителя, причем точка соединения второго диода и резистора в коллекторе второго коммутируемого транзистора диф-ференциального усилителя соединена с базой четвертого ко аутируемого транзистора, эмиттер и кзллектор которо- 40 го через резисторы соединены с разнополярными шинами источника питания, коллектор четвертого коммутируемого транзистора соединен с базой пятого коммутируемого транзистора, а коллектор третье коммутируемого транзистора <оединен с базой девятого коммутируемого транзистору 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 эмитте- 5 ром шестого коммутируемого транзистора, коллектор которого через резистор йодключен 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. де- сятого 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 оцноименными электродами одиннадцатого коммутируемого транзистора и выходом коммутатора и базой второго коммутируемого транзистора, 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 коммутир.емого транзистора соединен с коллектором транзистора генератора ст бильнс.о тока, а база и эмиттер подключен;::: к базе ключевого транзистора и земляной шине коммутатора, соответственно, при этом база восьмо=о 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 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. 76-.

78, рис. 33,2.

?. Патент США Р 3550087, кл. 340-166, 03.05.70 (прототип).

832721.

Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3751/75

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Скобелева

Редактор Г. Кацалап Техред М.Коштура Корректор Г. Решетник