Коммутатор аналоговых сигналов

тока 8. Коммутатор содержит такжерегистр управления 1, управляемыеисточники тока 3 в каждом канале передачи. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. 1458971 в каждый кпюч вой элемент 2, содержащий диФФере 1.циальный усилитель 4 и четыре резистора 9-12, управляемого повторителя 5 напряжения диодногомоста 6 оптрона 7 и ограничителяУ1Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано в контрольно-измерительных системах.Целью изобретения является повыше ние быстродействия коммутатора путем введения в каждый ключевой элемент управляемого повторителя напряжения, ограничителя тока, диодного моста и оптрона, обеспечения линейного ре жима работы всех элементов устройства, использования быстродействующей цепи обратной связи, реконФигурации цепи обратной связи усилительного звена с целью исключения насыщения 15 диФФеренциального усилителя и использования регулируемого уровня защиты выхода по току нагрузки с помощью управляемого повторителя напряжения.На чертеже приведена принципиаль ная схема коммутатора аналоговых сигналов, содержащего несколько канаЛОвоКоммутатор аналоговых сигналов содержит регистр 1 управления и в каждом канале передачи ключевой элемент 2 и управляемый источник 3 тока. Каждый ключевой элемент 2 состоит из диФ 4 еренциального усилителя 4управляемого повторителя 5 напряже:ния, диодного моста 6, оптрона 7, ограничителя 8 тока и четырех резисторов 9-12.Входы диФФеренциального усилителя 4 подключены к общим точкам попарно последовательно включенньи первого и второго, третьего и четвертого резисторов 9-12 соответственно. Свободные выводы первого и третьего резисторов 9 и 11 подключены к входам 13 40 каналов передачи. Свободный вывод второго резистора 10 соединен с общей шиной 14, а свободный вывод четвертого резистора 12 - с выходом 15 управляемого повторителя 5 напряжения. 45 2Выход 16 диФФеренциального усилите. ля 4 подключен через ограничитель 8 тока выполненный, например, на полевом транзисторе, к входу 17 управляемого повторителя 5 напряжения, а через Фототранзистор 18 оптрона 7- к инверсному входу диФФеренциального усилителя 4.Входная диагональ диодного моста 6 включена между выходами 16 и 15 диФФеренциального усилителя 4 и управляемого повторителя 5 напряжения, соответственно, а в выходную диагональ того же диодного моста б включен светодиод 19 оптрона 7. Выходы 15 управляемых повторителей 5 напряжения подключены к выходной шине 20 уетройства. Выходы регистра 1 управления.подключены к управляющим входам 21 управляемых источников 3 тока, выходы 22 и 23 которых соединены с управляющими входами 24 и 25 управляемых повторителей 5 напряжения.Управляемый повторитель 5 напряжения осуществляет защиту по току закрытого ключевого элемента 2 или передает на выходную шину 20 коммутато" ра усиленный коммутируемый сигнал. Управляемьй повторитель 5 напряжения содержит два транзистора 26 и 27 первого типа и два транзистора 28 и 29 второго типа, два диода 30 и 3 1 и пять резисторов 32-36.Вход 17 управляемого повторителя 5 напряжения через разнополярно включенные диоды 30 и 31 .подключен к коллекторам первых транзисторов 26 и 28 и базам вторых транзисторов 29 и 27 противоположного типа. Эмнттеры первьи транзисторов 26 и 28 через первый и второй резисторы 32 и 33 соответственно подключены к шинам 37 и 38 питания, между которыми последовательно включены вторые транзисторы 27 и 29 обоих типов и последователь 1458971но соединенные третий, четвертый и пятый резисторы 34, 35 и 36.1Точка соединения эмиттеров вторых транзисторов 27 и 29 является выходом управляемого повторителя напряжения. Общие точки третьего и четвертого резисторов 34 и 35, четвертого и пятого резисторов 35 и 36 соединены с базами первых транзисторов 26 и 28 10 обоих типов и являются управляющими входами управляемого повторителя 5 напряжения.Управляемый источник 3 тока содержит два транзистора 39 и 40 дополни тельного типа, соединенные между собой через резистор 41 последовательно. Коллекторы транзисторов 30 и 40 дополнительного типа подключены к выходам 22 и 23 управляемого источника 2 о 3 тока, База одного транзистора соединена с управляющим входом 21 управ. ляемого источника тока, а база другого транзистора - с общей шиной 14. Между эмиттером одного и базой друго го транзисторов дополнительного типа включена диодно-резистивная цепочка 42.Коммутатор аналоговых сигналов ра-. ботает следующим образом, 30Сигналы управления с регистра 1 управления, состояние которого, определяется управляющим словом, поступающим в регистр от блока управления, подаются на управляющие входы 21 управляемых источников 3 тока. При этом величина тока на выходах 22 и 23 во включенном состоянии канапа передачи в 100-1000 раз больше, чем при выключенном состоянии. Элементы 40 управляемого источника 3 тока работают в линейном режиме.Токовые сигналы, формируемые управляемым источником 3 тока, определяют режим работы управляемого новто рителя 5 напряжения, а именно с помощью этих сигналов изменяется величина внутреннего выходного сопротив-ления и, следовательно, величина вы-. ходного тока управляемого повторите ля 5 напряжения.Для закрытого ключевого элемента 2 управляющие токи соответствующего управляемого источника 3 тока малы. При этом срабатывает защита выхода повторителя напряжения закрытого ключевого элемента и ограничивается его выходной ток. Сигнал на выходной шине 20 коммутатора определяется напряжением на входе открытого ключевого элемента. Уровень защиты задается соотношением величин резистивного делителя, образованного третьим, четвертым и пятым резисторами 34, 35 и 36 управляемого повторителя напряжения.Для открывания ключевого элемента 2 ток соответствующего управляемого источника 3 тока увеличивается на 2-3 порядка, что приводит к резкому увеличению тока ограничений - выходного тока управляемого повторителя напряжения.Удержание потенциала на выходной шине 20 на определенном уровне, отличном от значения сигнала на входах 13 данного канала передачи, приводит к разрушению обратной связи дифференциального усилителя 4, причем если для открытого ключевого элемента 2 потенциал на выходе 16 дифАеренциального усилителя 4 близок к потенциалу на выходе 15 управляемого повторителя 5 напряжения, для закрытого при разрушении обратной связи эти потенциалы отличины, что приводит к появлению тока в выходной диагонали диод- ного моста 6. В результате возбуждается светодиод 19 и Фототранзистор 18 замыкает дополнительную цепь обратной связи дифференциального усилителя 4. Эта цепь исключает выход дифференциального усилителя 4 в режим насыщения и вносит 1003-ную отрицательную обратную связь. Поэтому выход 16 дифференциального усилителя 4 отслеживает диАференциальный сигнал на входах 13 закрытого канала передачи, а сам дифференциальный усилитель сохраняет линейный режим работы. Для исключения влияния выхода 16 дифференциального усилителя 4 на баланс токов входных цепей управляемого повторителя 5 напряжения в режиме ограничения тока в выходную цепь дифферен. циального усилителя включен ограничитель 8 тока.4 При работе коммутатора переключения дифференциального усилителя не происходит и он все время работает в линейном режиме. Не затрачивается время также на включение соответствующего управляемого источника и на вывод дифференциального усилителя на рабочий режим. Реконфигурируемая цепь обратной связи не содержит ре1458971 зисторы и, следовательно, являетсябыстродействующей. Формула изобретения 3. Коммутатор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что управляЗб рмый источник тока содержит два транзистора разного типа, которые соединены через резистор последовательно, а коллекторы которых являются выхо" дами управляемого источника тока, ба за одного транзистора соединена суправляющим входом управляемого источ ника тока, а база другого - с общей шиной, между эмиттером одного и базой другого транзисторов включена 45 диодно-резистивная цепочка.Составитель В. ЛементуевТехред М,.Дидык Корректор И. Муска Редактор А. Лежнинает ша е штЗаказ 378/58 Тираж 879 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4,1. Коммутатор аналоговых сигналов, содержащий регистр управления, управляемые источники тока и ключевые элементы, каждый из которых содержит дифференциальный усилитель и четыре резистора, первые выводы резисторов попарно соединены и подключены к вхо дам дифференциального усилителя, вто рые выводы первого и третьего резисторов являются входами каналов передачи, второй вывод второго резистора подключен к общей шине, а второй вывод четвертого резистора соединен с выходной шиной коммутатора, выходы регистра управления подключены к управляющим входам управляемых источников тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в каждый ключевой элемент дополнительно введены оптрон, ограничитель тока, диодный мост и управляемый повторитель напряжения, причем выход дифференциального усилителя подключен через ограничитель тока к входу управляемого повторителя напряжения, а через фототранзистор оптрона - к инверсному входу диффе-ренциального усилителя, входная диаго Наль диодного моста включена между выходами дифференциального усилителя и управляемого повторителя напряжения, а в выходную диагональ того же диодного моста включен светодиод оптрона, выходы управляемых источников тока подключены соответственно к управляющим входам управляемых повторителей напряжения, выходы которых подключены к выходной шине коммутатора. 2. Коммутатор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения управления уровнем защиты по току, управляемый повторитель напряжения содержит два транзис" тора первого типа и два транзистора второго типа, два диода и пять ,резисторов вход управляемого повто ритепя напряжения через разнополярно включенные диоды подключен к коллекторам первых транзисторов первого и второго типов и базам вторых транзисторов противоположного типа, 15 эмиттеры первых транзисторов разноготипа соответственно через первый и второй резисторы подключены к шинам питания, между которыми также включены последовательно вторые транзис торы обоих типов и последовательносоединенные третий, четвертый и пятый резисторы, точка соединения эмнттеров вторых транзисторов разного типа является выходом управляемого повторителя напряжения, общие точки третьего и четвертого, а такжечетвертого и пятого резисторов соединены соответственно с базами первых транзисторов разного типа .30 и являются управляющими входами управляемого повторителя напряжения.