Переключатель напряжения

 

В. И. Александрин и Д. К. Кузнецов Вк с -> (72) Авторы нзобретення

В= (",:ЯЬ„1,, j "":! ь f5 Y, -,", (7l) Заявитель

Горьковский ордена Трудового Красного Знаме и политехнический институт ии. A.А.ЖданЬв (54) ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Изорретение относится к электронной технике, а более конкретно к об" ласти электронной коммутационной техники, и может быть использовано, на, пример, для построения точных коииутаторов для прецизионных цифроаналоговых преобразователей.

Известен переключатель напряженияВ содержащий дифференциальный усилитель, охваченный резистивной отрицательной обратной связью, два управ" ляемых ключевых элемента и резисторы первый и второй управляемые ключевые элементы последовательно включены между входной шиной устройства и не" инвертирующим входои дифференциального усилителя, выход которого соединен с выходной шиной устройства, инвертирующий вход дифференциально.го усилителя через резистор подклю.чен к точке соединения управляемых ключевых элементов (1).

К недостаткам подобного .устройства относятся -низкая точность коммутации и малое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому

5 является переключатель напряжения, содержащий два дифференциальных уси- лителя, два управляемых ключевых элемента, два диода и два резистора, первый и второй диоды включены между

1О выходом и инвертирующии входом первого и между выходом и инвертирующим входом второго дифференциальных усилителей соответственно, неинвертирующие входы дифференциальных усили телей подкпючены к входным шинам уст ройства (2

Недостаток известного устройства заключается в низком быстродействии.

В процессе переключения выходногб на ;

?O ïðÿæåHèÿ напряжение на выходах ис-.

I пользуемых дифференциальных усилите,лей должно меняться в широких преде.лах. И медленные переходные процес-.

3 9745 сы в выходных цепях дифференциальных усилителей ограничивают .быстродействие этого устройства.

Цель изобретения - увеличение бы- стродействия. 5

Поставленная цель достигается -тем, что в переключатель напряжения, содержащий два дифференциальных усилителя, два управляемых ключевых элемента, два диода и два резистора, первый и 10 второй диоды включены между выходом и инвертирующим входом первого и между .выходом и инВертирующим входом второго дифференциальных усилителей соответственно, неинвертирующие входы И дифференциальных усилителей подключены к входным шинам устройства, вве1дены первый и второй источники тока и »два транзистора, а каждый управляемый ключевой элемент .содержит два 20 диода, катоды которых объединены, первый и второй резисторы включены соответственно между выходной шиной устройства и инвертирующим входом первого дифференциального усилителя и а между выходной шиной устройства и ин" вертирующим входом второго дифференциального усилителя, анод первого диода первого управляемого ключевого элемента и анод первого диода второго управляемого ключевого элемента подключены соответственно к выходу первого и выходу второго дифференциальных усилителей, между выходной шиной устройства, к которой подключены объединенные аноды вторых диодов уп" равляемых ключевых элементов, и общей шиной включен первый источник тока, объединенные катоды диодов первого и объединенные катоды диодов второго, управляемых ключевых элементов под" ключены соответственно к коллекторам первого и второго транзисторов, базы которых соединены с управляющими шинами устройства, а эмиттеры объединены и через второй источник тока

1подключены к общей шине.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Переключатель напряжения содержит первый 1 и второй 2 дифференциальные

50 усилители, первый 3 и второй 4 источники тока, первый 5 и второй 6 транзисторы, первый 7 и второй 8 диоды, первый 9 и второй 10 резисторы, . первый 11 и второй 12 диоды первого управляемого ключевого элемента, первый -13 и второй 14 диоды второго управляемого ключевого эле84 4

I мента. Неинвертирующие входы дифференциальных усилителей 1 и 2 соединены с входными шийами 15 и 16 устройства, объединенные аноды вторых диодов 12 и 14 первого и.второго управляемых ключевых элементов подключены к выходной шине 17 устройства, а базы транзисторов 5 и 6 соединены с шинами управления 18 и 19 устройства.

Переключатель напряжения функционируе следующим образом.

Пусть на входные шины 15 и 16 устройства поданы соответственно высокий и низкий уровни сигналов, а управляющие сигналы на управляющих шинах 18 и 19 устройства таковы, что транзистор 5 открыт, а транзистор 6 заперт. В этом случае первый управляемый ключевой элемент на диодах

11 и 12 открыт, а второй управляемый ключевой элемент на диодах l3 и 14 закрыт. Через открытые диоды

11 и 12 напряжение с выхода дифферен.циального усилителя 1, с высокой степенью точности равное напряжению высокого уровня на входной шине 15 устройства, поступает на выходную шину 17 устройства.

Если же управляющие сигналы на шинах 13 и 19 таковы, что транзистор

5 заперт, а транзистор 6 открыт, отпирается второй управляемый ключевой элемент на диодах 13 и 14, а первый управляемый ключевой элемент на дио- .. дах 11 и 12 запирается. Через открытые диоды 13 и 14 напряжение с выхода дифференциального усилителя 2, с высокой степенью. точности равное напряжению низкого уровня на входной шине 16 устройства, поступает на выходную шину 17 устройства.

Сопротивление управляемых ключевых элементов в открытом состоянии не оказывает заметного влияния нд тОчнОсть передачи коммутируемого напряжения, так как управляемые ключевые элементы включены в цепь отрицательной обратной связи дифференциальных усилителей.

Введение двух источников 3 и 4 тока, двух транзисторов 5 и б, выполне" ние ключевых элементов на диодах 1114 и введение упомянутых связей между элементами переключателя напряжения позволяет повысить быстродействие переключателя напряжения. Увеличение быстродействия происходит за счет устранения переходных процессов в .цеформула изобретения

5, 974 пях дифференциальных усилителей. Вне ! зависимости от состояния переключате" ля напряжения напряжение на выходах дифференциальных усилителей мало отличается от напряжения на соответст- % вующей входной шине (не более, чем на напряжение смещения открытого диода). Поэтому при изменении управляющего сигнала и переключении напряжения на выходной шине 17 устройства напряжение на выходах дифференциальных усилителей практически не изменяется, переходные процессы в его" це:лях не имеют места и быстродействие пеоеключателя напряжения возрастает.

Переключатель напряжения, содержащий два дифференциальных усилителя, 29 . два управляемых ключевых элемента, два диода и два резистора, первый и второй диоды включейы между выходом

,и инвертирующим входом. nepaoro и между выходом и инвертирующим входом зз второго дифференциальных усилителей . .соответственно, неинвертируащме вхо" ды дифференциальных усилителей под- ключены к входным шинам устройства, отличающийся тем, что, 3О с целью увеличения быстродействия, s него введены первый и второй источники тока и два транзистора, а каждый управляемый ключевой элемент

584 6 содержит два диода, катоды которых объединены, первый и второй резисторы включены соответственно между выходной шиной устройства и инвертиру; ющим входом первого дифференциального усилителя и между выходной шиной

: устройства и инвертирующим входом второго дифференциального усилителя, анод первого диода первого управляе\ мого ключевого элемента и анод перво"

ro диода второго управляемого ключе: вого элемента подключены соответствейно к выходу первого и выходу второго дифференциальных усилителей, между. выходной шиной устройства ° к которой подключены объединенные аноды вторых диодов управляемых ключевых элементов, и общей шиной включен(первый источник тока, объединенные катоды диодов первого и объединенные катоды диодов второго управляемых ключевых

:элементов подключены соответственно к коллекторам первого и второго тран: зисторов, базы которых. соединены с управляющими шийами. устройства, а . эмиттеры объединены и через второй источник тока подключены к общей шине.

Источники информации, : принятые во внимание при экспертизе

1; Алексеенко A. Г. и др, Применение прецизионных аналоговых ИС. M., "Советское радио", 1980, с. 193, . рис. 7.25.

2. Там же, рис. 7. 24.

974584

Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

31303$, Москва, 3-35, Раувская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r..Óæãîðîä, ул. Проектная, Составитель В. Нефедов

Редактор Л. Алексеенко Техред И. Тепер КоРРектоР В.Прохненко. ему авшие»е k.

Заказ 8735/78