Коммутатор аналоговых сигналов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 22.04.81 (21) 3278718/18-21 с присоединением заявки Мо Н 03 К 17/56 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Г.Н.Абрамов и А.ЕЕ.Зарукин Ульяновский политехнический ннстнтут(71) Заявитель(54) КОММУТАТОР АЕЕАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ 1Изобретение относится к импульсной технике:и может быть использовано в радиотехнических устройствах для коьеутации аналоговых разнополярных сигналов.Известны коммутаторы аналоговых сигналов, содержащие переключающий элемент и управляющее устройство 13.Известные коммутаторы аналоговых сигналов обладают суцественными недостатками: небольшим динамическим диапазоном коммутируемых сигналов и необходимостью гальванической развязки цепи управления.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является аналоговый коммутатор, выполненный на двух встречно включенных диодах, первый из которых подключен к источнику коммутируемого сигнала, второйкрезистору нагрузки, а их общая точка через резистор подключена к источнику управляюцего напряжения (2 1,Однако указанный коммутатор обладает малым динамическим диапазоном, определяемюм отношением й/В, где Вн - резистор нагрузки, й - резистор, подключенный к обцей точке диодов.Цель изобретения - расширение динамического диапазона коммутируемоо разнополярного аналогового сиги Указанная цель достигается тем,что в коммутатор, состоящий из И-каналов, каждый из которых содержит источник управляющего напряжения, резистор, резистор нагрузки и первыйи второй диоды, катод первого диода соединен с шиной коммутируемогосигнала, а катод второго - с выходной шиной, которая через резисторнагрузки соединена с общей шинойкоммутатора, введены в каждый канал 5 устройство сдвига уровня, повтори-.тель напряжения, вход которогоподключен к выходу устройства сдвига уровня, а выход - к аноду второго диода, общий источник электропи"тания, средняя точка которого соединена с общей шиной, а положительная и отрицательная шины связаны ссоответствуюцими цепями питанияповторителя напряжения, и общий 25 стабилизатор тока, который включенмежду выходной шиной н отрицательной шиной источника электропитания,при этом анод первого диода соединенс первым входом устройства сдвига ЗО уровня, второй вход которого через970692 Формула изобретения 1. Коммутатор аналоговых сигналов,состоящий из и каналов, каждый изкоторых содержит источник управляющего напряжения, резистор, резистор нагрузки и первый и второй диоды, катод первого диода соединенс шиной коммутируемого сигнала, акатод второго - с выходной шиной,которая через резистор нагрузкисоединена с общей шиной, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения динамического диапазонакоммутируемого разнополярного сигнала, введены в каждый канал устройство сдвига уровня повторительнапряжения, вход которого подключен к выходу устройства сдвига уроння, а выход - к аноду второго диода,общий источник электропитания, средняя точка которого соединена с общейшиной, а положительная и отрицательная шины соединены с соответствующими цепями питания повторителя напряжения, и общий стабилизатор тока,который включен мехду выходной шинойи отрицательной шиной источникаэлектропитания, при этом анод первого диода соединен с первым входомустройства сдвига уровня, второйвход которого через резистор подключен к источнику управляющего напряжения,2, Коммутатор по п,1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что первыйи второй входы устройства сдвигауровня и его выход соединены междусобой,резистор подключен к источнику управляющего напряженная,Первый и второй входы устройства сдвига уровня и его выход соединяют между собой.устройство сдвига уровня содержит конденсатор и параллельно соединенные стабилитрон и переменныйрезистор, при этом анод стабилитрона соединен с первым входом устройства сдвига уроння, а катод - с еговторым входом, выход устройствасдвига уровня подключен к выходупеременного резистора и к первомувыводу конденсатора, второй выводкоторого соединен с анодом стабилитрона.На фиг.1-3 приведены общая схема предлагаемого коммутатора. и ееварианты выполнения.Аналоговый коммутатор содержит 20источники 1 управляющего напряхения,подключенные к управляющим входамкоммутатора, резистор 2,первый диод 3,второй диод 4, устройство 5 сдвигауровня, повторитель б напряжения,25источник 7 питания, источн:ики 8 коммутируемого сигнала, подключенные ксигнальным входам коммутатора, выход9 аналогового коммутатора, резистор10 нагрузки, стабилизатор 11 тока, 30стабилитрон 12, переменный резистор13, конденсатор 14.АналОговый коммутатор работаетследующим образом.При подаче положительного напряжения от источника 1 управляющегонапряжения ток через резистор 2и устройство 5 сдвига уровня открывает первый диод 3 и однбвременнонапряжением с выхода устройства 5 40сдвига уровня через повторитель боткрывает второй диод 4.Входной коммутируемый сигналпоступает через перный диоц 3 навход повторителя б, с выхода которого сигнал подается через открытыйвторой диод 4 на резистор 10 нагрузки. При этом устройство 5 сдвигауровня обеспечиваЕт нулевой сдвигуровня коммутируемого сигнала между входом и выходом коммутатора.50Таким образом работают нсе каналыаналогового коммутатора, Включениеповторителя б, выполненного, например, эмиттерным повторителем, обес,печзнает получение выходногонапряжения, не зависящее от отношения резисторов 2 и 10, что приноцит к рас-ширению динамического диапазона коммутируемого сигнала. Кроме того,подключение стабилизатора 11 тока 60к отрицательной шине источника 7питания обеспечивает коммутацию разнополярных сигналов,На фиг.2 нулевой сдвиг уровнякоммутируемого сигнала обеспечивает Ь 5 за счет равенства падений напряжений на змиттерном переходе транзистора эмиттерного повторителя б и открытых первых диодах 3На фиг.3 сдвиг уровня между входом и выходом коммутатора обеспечивается за счет напряжения смещения, пода- ваемого на вход змиттерного повтори" теля, 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 разно- полярных сигналов.Схема аналогового коммутатора может быть выполнена на любой элементной базе, включая интегральное исполнение,Аналоговый коммутатор использован н электронном коммутаторе для осциллографа.970692 Риа 2 Составитель А.ЕгорычевБезродная Техред,Л.Пекарь Коррект рицен Редакто аказ 8426/76 ВНИИП по 11303Тираж 959 осударственного елам изобретений 11 осква, Я, РаПодписно омитета СССР открытий ушская наб., д, 4/5Оилиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектн 3, Коммутатор по п.1, о т л ич а ю ц и й 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 экспертизе1. Беленький ЯЛ. и др. Коммутаторы аналоговых сигналов на полупроводниковых элементах, М., фЭнергияф,1976, с. 76, рис. 42 а, с. 78,рис. 4.3 а.10 2, Там же, стр. 73, рис. 4,1 а,