Коммутатор аналоговых сигналов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)970692

; 4,//- .: г г.с (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(И)М Кл з (22) Заявлено 22. 04. 81 (21) 3278718/18-21 с присоединением заявки ¹

Н 03 К 17/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.1(182. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания30 ° 10 ° 82

РЗ) УДК 621.374. .2 (088.8) я с с (72) Авторы изобретения

Г.Н.Абрамов и А.И.Зарукин г

J (1 (!

Ульяновский политехнический ннстнту ! (71) Заявитель (54) КОММУТАТОР AHAJIOrOBblX СИГНАЛОВ

Изобретение относится к импульсной технике:и может быть использовано в радиотехнических устройствах для коммутации аналоговых разнополярных сигналов.

Известны коммутаторы аналоговых сигналов, содержацие переключающий элемент и управляющее устройство (1).

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

Наиболее близким по технической 15 сущности к предлагаемому является аналоговый коммутатор, выполненный. на двух встречно включенных диодах, .первый из которых подключен к источнику коммутируемого сигнала, второйк резистору нагрузки, а их общая точка через резистор подключена к источнику управляюцего напряжения (2 I.

Однако указанный коммутатор обладает малым динамическим диапазоном, определяемым отношением R„/R, где

R - резистор нагрузки, R - резистор, подключенный -к обцей точке диодов.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона коммутируемого разнополярного аналогового сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в коммутатор, состоящий из N-каналов, каждый из которых содержит источник управляющего напряжения, резистор, резистор нагрузки и первый и второй диоды, катод первого диода соединен с шиной коммутируемого сигнала, а катод второго — с выходной шиной, которая через резистор нагрузки соединена с общей шиной коммутатора, введены в каждый канал устройство сдвига уровня, повтори-. тель 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 связаны с соответствуюцими цепями питания повторителя напряжения, и общий стабилизатор тока, который включен между выходной шиной н отрицательной шиной источника электропитания, при этом анод первого диода соединен с первым входом устройства сдвига уровня, второй вход которого через

970692

Формула изобретения

1. Коммутатор аналоговых сигналов, состоящий из и каналов, каждый из которых содержит источник управляющего напрях<ения, резистор, резистор нагрузки и первый и второй диоды, катод первого диода соединен с шиной коммутируемого сигнала, а катод второго - с выходной шиной, которая через резистор нагрузки соединена с общей шиной, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона коммутируемого разнополярного сигнала, введены в каждый канал устройство 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 мех<ду 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.l, о т л и— ч а ю шийся тем, что первый и второй входы устройства сдвига уровня и его выход соединены между собой. резистор подключен к источнику управляющего напряженная, Первый и второй входы устройства сдвига уровня и его выход соединяют между собой. устройство сдвига уровня содер- 5 жит конденсатор и параллельно соединенные стабилитрон и переменный резистор, при этом анод стабилитрона соединен с первым входом устройства сдвига уровня, а катод - с его вторым входом, выход устройства сдвига уровня подключен к выходу переменного резистора и к первому выводу конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом стабилит- 15 рона.

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

Аналоговый коммутатор содержит 20 источники 1 управляющего напрях<ения,подключенные к управляющим входам коммутатора, резистор 2,первый диод 3, второй диод 4, устройство 5..сдвига уровня, повторитель б напряжения, 25 источник 7 питания, источники 8 коммутируемого сигнала, подключенные к сигнальным входам коммутатора, выход

9 аналогового коммутатора, резистор

10 нагрузки, стабилизатор 11 тока, 30 стабилитрон 12, переменный резистор

13, конденсатор 14.

АналОговый коммутатор работает следующим образом.

При подаче положительного напря- 35 жения от источника 1 управляющего напряжения ток через резистор 2 и устройство 5 сдвига уровня открывает первый диод 3 и однбвременно напряжением с выхода устройства 5 40 сдвига уровня через повторитель б открывает второй диод 4.

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

Таким образом работают все каналы аналогового коммутатора, Включение повторителя б, выполненного, например, эмиттерным повторителем, обес,печ1вает получение выходного напря- 55 жения, не зависящее от отношения резисторов 2 и 10, что привоцит к рас- ширению динамического диапазона коммутируемого сигнала. Кроме того, подключение стабилизатора 11 тока 60 к отрицательной шине источника 7 питания обеспечивает коммутацию разнополярных сигналов.

На фиг.2 нулевой сдвиг уровня коммутируемого сигнала обеспечивает 65 за счет равенства падений напряжений на змиттерном переходе транзистора эмиттерного повторителя б и открытых первых диодах 3..

На фиг.3 сдвиг уровня между входом и выходом коммутатора обеспечивается за счет напряжения смещения, пода- ваемого на вход змиттерного 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 между входом и выходом коммутатора; коммутацию разнополярных сигналов.

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

Аналоговый коммутатор использован в электронном коммутаторе для осциллографа.

970692 °

Фиг.t 1 1

Фиг. 3

Фиг. 2

Составитель A.Åãîðû÷åâ

Техред Л Пекарь

Корректор A. Гриценко

Редактор Н. Безродная

Заказ 8426/76 Тираж 959

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, У(-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Оилиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3. Ковелутатор по п.l, о т л ич а ю ц и и с я тем, что устройство сдвига уровня содержит конденсатор и параллельно соединенные стабилитрон и переменный резистор, при этом анод стабилитрона соединен с первым входом устройства сдвига уровня, а катод — с его вторым входом, выход устройства сдвига уровня подключен к выходу переменного резистора и к первому входу конденсатора, второй вход которого соединен с анодом стабилитрона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Беленький Я.Е. и др. Коммутато. ры аналоговых сигналов на полупроводниковых элементах. N. Энергия, 1976, с. 76, рис. 42 а, с. 78,. рис. 4.3 а.

10 2. Там же, стр. 73 рис. 4,1а,