Коммутатор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 02. 10. 79 (21) 2823424/18-21 с присоелинением заявки Ло Н 03 К 17/00 Государстеенный комитет СССР(23)Приоритет Опубликовано 23. 07. 81Бюллетень Рй 27Дата опубликования описания 25. 07,. 81 по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Л. Э. Вилоп и О. П. Скобелев Куйбьппевский ордена Трудового Красного Знамениавиационнь 1 й институт им. С.П, Королева(54) КОММУТАТОР Изобретение относится к автоматиФке и измерительной технике и может найти применение для прецизионной коммутации токовых сигналов параметрических и генераторных датчиков, а также цифровых интегрирующих вольтметрах. Известен коммутатор на уииполярных транзисторах, содержащий устройство поддержания постоянства напряжения затвор-исток 1 . Извес 10 тен также коммутатор, сод:ржащий коммутирующие ключи, выходы которых подключены к первому выходу коммутатора, а управляющие входы - к выходам распределителя, вход которого15 соединен с первым выходом блока управления 21 .Недостаток коммутатора - низкая точность коммутации.Цель изобретения - повьппение точ 20 ности коммутации.Цель достигается тем, что в коммутатор, содержащий коммутирующие ключи, выходы которых подключены к первому выходу коммутатора, а управляющие входы - к выходам распределителя,вход которого соединен с первым выходом блока управления, введены дополнительные ключи операционный усилитель и вспомогательный ключ, причем управляющие входы дополнительныхключей соединены с управляющими входами коммутирующих ключей, входы дополнительных ключей подключены к входам коммутирующих ключей, а выходы "к инвертирующему входу операционногоусилителя, выход которого подключенко второму выходу коммутатора ихвходу вспомогательного ключа, выходкоторого соединен с инвертирующимвходом операционного усилителя, ауправляющий вход - со вторым выходомблока управления, при этом неинвертирующий вход операционного усилителяподключен к общей шине. На чертеже приведена функциональная схема коммутатора.486 ф 10 ф л кл.эк екл.кл.экю. 1+ к Вф 16 мь. 6 кл уиК к 1+к 3 849Схема содержит коммутирующие ключи 1-1 - 1-п, первый выход 2 коммутатора, распределитель 3, блок 4 управления, дополнительные ключи 5-1 5-п, операционный усилитель 6 второй выход 7 коммутатора, вспомогательный ключ 8, датчики 9-1 - 9-п, резисторы 10"1 - 10-п, источники ЭДС 11-1 11- и, входной преобразователь 12 операционный усилитель 13 входного преобразователя, резистор 14.Коммутатор работает следующим образомеДля пояснения работы схемы коммутатора на чертеже изображены датчики 9-1 - 9-и с резисторами 1 О-10-пх х(В -,В) и источниками ЭДС 11-1 -11-пл (1 ".1) и входной преобразователь 12, содержащий операционный усилитель 13, охваченный элементом отрицательной 20 обратной связи резистором 14. Инвертирующий вход усилителя 13 подключен к первому выходу 2 коммутатора. Неинвертирующий вход усилителя 13 подключен ко второму выходу 7 коммутатора, 25В исходном состоянии кОммутирующие и дополнительные ключи 1-1 - 1-и и 5-1 - 5-и разомкнуты, вспомогательный ключ 8 замкнут. При опросе выбранного канала (например, первого) напря жением с соответствующего выхода распределителя замыкаются коммутирующий и дополнительный ключи 1-1 и 5-1, вспомогательный ключ 8, который устраняет насыщение операционного усилите ля б между опросами, размыкается. Ток, создаваемый источником ЭДС 11-1 через резистор 10-1 и коммутирующий ключ 1-1, подается на вход преобразователя 2. Если остаточное напряже ние дополнительных ключей 5 равно нулю, что, практически всегда выполняется при использовании в качестве дополнительных ключей 5 униполярных транзисторов и малом входном токе 45 операционного усилителя б, то потенциал входа коммутирующего ключа 1-1 полностью передается на инвертирующий вход операционного усилителя б, где сравнивается с потенциалом об - 50 щей шины.Так как замкнутый коммутируюпнлй ключ 1-1 и входы преобразователя12, которые в данном случае эквипотенциальны, образуют цепь отрицательной обратной связи, то операционный усилитель б, изменяя потенциал второго выхода коммутатора 7, поддерживает потенциал входа коммутирующего ключа 1- равным потенциалу общей шины. При этом если цепи управления коммутирующих ключей 1-1 - 1-и гальванически не связаны с сигнальными цепями, то весь ток 31- подаетсяена вход .преобразователя 12.Практически конечная величина коэффициента усиления и смещение нуля операционных усилителей 6 и 13 оказывают некоторое влияние на величину тока 3, которое может быть учтено эквивалентными остаточными параметрами коммутирующих ключей. Тогда входной ток определяется по формуле кл. кл.,Р Р гкл, экь-. -(2) 1+К кК - . коэффициент усиления операционного усилителя 6;Смбсмъ напряжение смещения нуляоперационных усилителей 6и 13, приведенное к входу,Иэ формул (2 ) и (3) следует, чтозначения г , 1 и 1 , входят в"к 4,экЬ.и к,эс множителем 1/К. Напр.:жение смещения 1 м полностью входит в 1 ,однако создается оно узлом, общим для всех каналов системыи его влияние может быть легко устранено известными методами коррекциипогрешностей,Для гальванической развязки сигнальных и управляющих цепей в качестве коммутирующих ключей 1-1 1-и наиболее целесообразно использоватьуниполярные транзисторы.формула изобретения Коммутатор, содержащий коммутирующие ключи, выходы которых подключены к первому выходу коммутатора, а управляющие входы - к выходам распределителя, вход которого соединен с первым выходом блока управления, о т - л и ч. а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности коммутации, в него введены дополнительные ключи,операционный усилитель и вспомогатель5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 438109, кл. Н 03 К 17/1 О, 24.04.73.2. Микроэлектронные цифроаналого 10 вые и аналого-циФровые преобразователи информации. Под ред. В.Б. Смолова,Л., "Энергия", 1976, с.63 (прототип). Составитель В, Трубниковдактор М. Ликович Техред С, Мигунова Корректор М. Коста 77 Тираж 988 ПИ Государственного коми о делам изобретений и о Москва, Ж, РаушскаяЗаказ 611ВНИИ сное та СССРрытийнаб., д. 1130 жгород, ул. Проектная ент849486 4ный ключ, причем управляющие входы вторым выходом блока управления, дополнительных ключей соединены с при этом неинвертирующий вход опера" управляющими входами коммутирующих ционного усилителя подключен к общей ключей, входы дополнительных ключей шине.подключены к входам коммутирующихключей, а выходы - к инвертирующемувходу операционного усилителя, выходкоторого подключен ко второму выходукоммутатора и к входу вспомогательного ключа, выход которого соединенс инвертирующим входом операционногоусилителя, а управляющий вход - со