Коммутатор напряжения на мдп-транзисторах

СВОЗ.СОВЕТСКИВ 6 а иРЕСПУБЛИК К 17/б ТВЕННЬФ НОМИЙЕТ СССРИННОЮ ПО ДЕЛАМОПИСАНИЕ И(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 441665, кл. Н 03 К 17/00, 03.1174г2. Авторское свидетельство СССРЮ 738168, кл. Н ОЗ К 17/60, 03.0580(54)(57) КОММУТАТОР МЗЩРЯЖЕНИЯ НАИДП-ТРАНЗИСТОРАХ, скщераащий шинывходных. сигналов, подключенные к . истокам ИДП"транзистороэ первой ступени, стоки которых соединены с.истоками соответствуюШих ИДП-транзис-,торов второй ступени., к стокам которых подключен первый вход суммнруюврщю операционного усилителя, второй Вход которого подключен к шине от, ЯО. А пирающего сигнала, а. выход - к вхо;. .дам переключателей, выходы которых соединены с затворами соответствую шихМДП-транзисторов и через. соответствующие резисторы - с шиной запираюшего сигнала, а такие шину вы-" .ходных сигналов, о т л и ч а ю - ш и й с я тем, что, с целью.увеличения достоверности передачй ин.формации, в неко дополнительно введены резистор, генератор гармонических колебаний, полосовой и режектор": ный фильтры, демодулятор, формирователь и шина выявления неисправ- . ности, причем выход генератора гармонических колебаний через резистор подключен к входам полосового ий рекекторного фильтров и к первому входу суймируюшего операционного усилителя, выход реаекторногофильтра соедннен с шиной выходных сигналов,. а выход полосового фильтра через: пжледовательно включенныедемодулятор Ф и формирователь подключен к шинеИзобретение относится к автома= тике и вычислительной технике, в частности к электронной коммутации напряжения, н может быть использовано в измерительной аппаратуре.Известен измерительный коммутатор, 5 .содержащий измерительные ключи, входные шины, блок индикации, Фазосдвигающее устройство, трансформатор, резисторы, конденсаторы . индуктивности 7 13.Недостатками известного коммутатора являются сложность и невысокая точность.Наиболее близким к предлагаемому является многоступенчатый коммутатор 15 на МДП-транзисторах, содержащий шины входных сигналов, подключенные к истокам МДП-транзисторов первой ступени, стоки которых соединены с истоками соответствующщс МДП-транзис" 2 О торов второй ступени, к стокам кото- рых подключены нагрузочный резистор, шина выходных сигналов.с присоединенным к ней одним входом суммирующего операционного усилителя, дру. гой вход которого подключен к шине отпирающего сигнала, затворы всех ИДП-транзисторов через соответствующие резисторы подключены к шине запирающего сигнала, а также переключатели, два вычитающих устройства, блок выделения абсолютного значения напряжения, два термостабилъных источника тока, термостабильный резистор и дополнительный МДП-транзистор, при этом входы первого вычитаю- З 5 щего устройства соединены соответственно с выходной шиной и через переКлючатель -с истоком одного из ИДП- транзисторов второй ступени, а выход с третьим входом суммирующего опе рационного усилителя и через блок выделения абсолютного значения напряжения с соединенными параллельно термостабильными источниками тока, выходы которых подключены соответст женно к термостабильному резистору, к истоку дополнительного МДП-транзистора и через второе вычитающее устройство - к четвертому входу суммирующего операционного усилителя, выход которого подключен к общей шине переключателей, вторые выводы которых соединены с затворамй соответствующих МДП-транзисторов2,Недостатком такого коммутатора является отсутствие самоконтроляв процессе работы.Цель изобретения - увеличение достоверности передачи информации.Поставленная цель достигается тем, что в коммутатор напряжения на 60 МДП-транзисторах, содержащий шины входных сигналов, подключенные к истокам МДП-транзисторов первой ступени, стоки которых соединены систоками соответствующих МДП-тран зисторов второй ступени, к стокамкоторых подключен первый входсуммирующего операционного усилителя, второй вход которого подключен к шине отпирающего сигнала, авыход - к входам переключателей,выходы которых соединены с затворами соответствующих МДЕ-транзисторов и через соответствующиерезисторы - с шиной запирающегосигнала, а также шину выходных сигналов, введены резистор, генераторгармонических колебаний, полосовойи режекторный фильтры,демодулятбр,формирователь и шина выявления неисправности, причем выход генератора гармонических колебаний черезрезистор подключен к входам полосового и режекторного фильтров и кпервому входу суммирующего операционного усилителя, выход режекторногофильтра соединен с шиной выходныхсигналов, а выход полосового фильтра через последовательно включенные демодулятор и формирователь подключен к шине выявления неисправ 1ности,На чертеже представлена функциональная схема коммутатора напряженияна МДП-транзисторах.Шины 1 входных сигналов подключены к истокам соответствующих МДПтранзисторов 2 первой ступени, стокикоторых соединены с истоками соответствующих МДП-транзисторов 3 второйступени, к стокам которых подключеныпервый вход суммирующего операционного усилителя 4, вход режекторногофильтра 5, вход полосового фильтра би первый выйод резистора 7, второйвход суммирующего операционного усилителя 4 подключен к шине 8 отпирающего сигнала, а выходк входам переключателей 9, выходы которы)с соединены с,затворами соответствующих МДПтранзисторов 2 и 3 и через соответствующие резисторы 10 подключены к шине 11 запирающего сигнала, выход режекторного фильтра 5 подключен к шине 12 выходных сигналов, а выход по"лосового фильтра б - к входу демодулятора 13, выход которого через формирователь 14 соединен с шиной 15выявления неисправностивторой выводрезистора 7 подключен к выходу генератора 1 б гармонических колебаний.Коммутатор напряжения на МДП-транзисторах работает следующим образом.Коммутируемые напряжения поступаютна входные шины 1. Если канал коммутатора открыт, то с входной шины сигнал по цепи исток - сток соответствующего МДП-транзистора 2 первой ступени и исток - сток открытого МДП-транзистора 3 второй ступени, поступаетна первый вход суммирующего операционного усилителя 4, на входы режекторного фильтра 5 и полосового фильт.ра 13, формирователя 14 и основан на естественном свойстве МДП-транзис.торов, имеюих выходную характеристику с явно выраженной нелинейностью, Для открытого ИДП-транзистора в коммутаторе напряжения характерна работа в линейной области стоковой характеристики.Рабочая точка выбирается в самом начале стоковой характеристики, обладающей высокойлинейностью. Динамическое сойротивление:открытого МДП-транзистора в рабочей точке совпадает по модулю со статическим и, следовательно невеликоЕсли же, вследствие, каких- либо неисправностей, коммутируемый ток резко возрастает, то рабочая точка открытого ИДП-трайзистора перемещается в область насыщении и сарактериэуется током насыщения ;и пороговым напряжением; Работа МДП-транзистора в области насыщения при постоянном напряжении зат,вор -исток характеризуется посто-. . янным током стока. Поэтому увели-. чение напряжения сток - исток в : этой области не вызывает измененне тока стока. Следовательно в области. насыщения динамическое сопротивление открытого МДП-транзистора очень: велико. 50 ния погрешности. ра б и на первый .вывоД резистора 7. ИДП-транзисторы 2 и 3 других каналов коммутатора напряжения,в этот момент закрыты и,следовательно, на объеди.неннйе стоки ИДП-траизисторов 3 поступает сигнал только с одной шины 15 входных сигналов. Через режекторный фильтр 5 сигнал поступает .на шину 12 выходных сигналов, Резонансная частота режекторного Фильтра 5 выбираетя лежащей за пределами полосы частот 10 входных сигналов коммутатора. Таким .образом, режекторный фильтр 5 не оказывает влияния на коммутируемый сиг- нал. Управление ИДП-транзисторами 2 и 3 первой и второй ступени коммута тора соответственно осуществляется с .помощью переключателей 9При наличии отпирающего потенциа-:ла на шике 8. отпирающих сигналов на выходе суммирующего операционного 20 усилителя 4 устанавливается.найряжение,определяемое суммой напряжений на шине 12 выходных сигналов и на шине 8 отпирающих сигналов, Через ,один из переключателей 9,. который замкнут, напряжение с выхода суммирующего усилителя 4 поступает на затвор соответствующего МДП- транзистора 2 первой ступени, а через другой соответствующий переключатель 9, который тоже замкнут, - на затвор. соответствующего МДП-транзис.тора,Звторой ступени. Все другие переключатели 9 должны быть разомкнуты. Для цепей с разомкнутыми пере, ключателями 9 на затворы соответствующих ИДП-транзисторов 2 и 3 поступает запирающий потенциал с шины 11запирающих сигналов-через соответствующие резисторы 10. Таким образом,запирание МДП-транзисторов коммута- ф тора напряжения осуществляется постоянным потенциалом, а отпираниепотенциалом на выходе суммирующегооперационного усилителя 4,что йозволяет сохранять неизменным напряжение затвор -исток открытых ЩЗПтранзисторов вне эавйсимости.от изменения величины сигнала на шинах 1входных сигналов. Переключение ка.налов,коммутатора осуществляется спомощью переключателей 9, причемуправление осуществляется так, что вданный момент времени открыт толькоодин канал коммутатора.Автоматический самоконтроль исправности коммутатора напряжения реализуется по принципу частотногоразделения сигналов с помощью генератора 16 гармонических колебаний, ,резистора 7., режекторного фильтра 5,полосового фильтра б, демодулятоИспользование свойств характеристики ИДП-транзисторов позволяет обнаруживать нейсправность автоматически, в процессе работы коммутатора напряжения.Тестовый сигнал с генератора 16 гармонических колебаний поступает через резистор 7 на объединенные стО 3 си ЯДП-транэисторОв 3 втоРой сту йейи, юсоды режекторного Фильтра 5: ,и полосового фильтра б. Признаком наличия неисправности является величина амплитуды тестового сигнала иа входе полосового фильтра б. Сиг нал с выхода полосового Фильтра б поступает на демодулятор 13, где происходит выпрямление гармонических колебаний. С выхода демодулятора 13 сигнал поступает на Формирователь 14 для нормирования его по амплитуде и далее на шину 15 выявления неисправности. Режекторный фильтр 5 препятствует.проникновению тестового сигнала на шину 12 выходных сигналов.Изобретение обеспечивает автоматический самоконтроль исправности работы коммутатора без увеличе1035799 Составитель С.ХустЛ.Алексеенко Техред М.Тепер . корр ейеввевеаеююаефмваайаювюйеезЬемюаьеФ 4 ваьававеававеавмйвй 54/59 Тнрм 936 ПодпВкиипи Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий 113035, москва, Ж-.35 Раушская наб., д. едакторЙ ю ЮВ Ф ЙВ Факаз 5 ОгарЬ меам о н/5 494 ййВЮ Фв Филиал ППП ейатент", г. Улаород, ул. Проектиа