Многоканальное стробирующее устройство

(55 6 1 В 13/34, Н 03 К 17/693 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 822045, кл. 0 01 й 13/34, 1979.Зрез Н, АЬазиодга 1 еп 1 цг епгпадчогдапде. ЕеИгопФ, 1969, йг 9, с,261-264(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ СТРОБИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах для исследований однократных сигналов в широком диапазоне длительностей. Цель изобретения - повышение точности передачи сигнала при одновременном упрощении за счет уменьшения количества линии задержки. Для достижения цели в устройство, содержащее входную шину 1, аналоговые ключи 2.1,2,М, генератор 4 тактовых сигналов, линии 5.15.(14-1) задержки, согласованную нагрузку 6. конденсаторы 7,17 Л и выходные шины 8.18.4, введены дополнительные аналоговые ключи 3.1.3,4 и новые функциональные связи, Тактовый сигнал генератора 4 последовательно поступает на управляющие входы аналоговых ключей 2,12 Л, которые открываются единичным уровнем, и дополнительных аналоговых ключей 3.13.М, которые открываются нулевым уровнем. Повышение точности передачи сигнала обусловлено постоянством нагрузки на входную шину. Упрощение достигается зэ счет уменьшения более чем в два раза количества линий задержки при том же количестве выходных каналов, что и в устройстве-прототипе. 3 ил.Йзобре 18 ние Отнсится к импульсной техника и может быть использовано в уст- РОЙСТВаХ ДЛЯ ИССГ,Дс"Всс)НИЯ ОДНОК)атНЫХ СИГНЭЛОВ В ШИРОКО.сссс сГ;ИВПВЗОНВ ДЛИТЕЛЬНОСс ей.с. Цель изобретею.яповышение точности передачл сигнала при одновременномупро(цении за счет уменьшения количес 1 Валиний задержки,На фиг. 1 показана структурная схемаустройства; на фиг. 2- временные диаграммы, иллюстрирующие его работу; на фиг. 3приведен пример реализации аналоговогоключа,УстройстВО сОДер)кит Входную шину 1, спервого по К-й аналоговьл) ключи 2,12,К,С ПервОГО ПО К-Й ЦОГГОЛНИтсЕЛЬНЫЕ анаЛОГО"вые ключи 3.13.К, генератор 4 тактовыхсигналов, с первой ПО К-ю линил 5.15,1 К 1) задержки, согласованную нагрузку 6, спервого по 2 К-л кснденсаторы 7.17,2 К, спервой по 2 К-ю выдкодные шины 8,18.2 Ч.Входная шина 1 соединена с входамианалоговых ключей.1 2,К и дополнительных аналоговых кл.очей 3,1.3.К, Выхацыанаоовых кл)Очателей .1,2,К со 8 дин 8 нысООветственно с Выходными шина ии8 1 8 К и чссрез соптве(с Гвенно конренсаторы 7.17,К с общей шиной. Выходы доПОЛЮПЕЛЬНЫХ анаЛОГОВЫХ КЛОЧей 3, с ,Г,Ксоединены соответственно с Выходнь(лишинами 8,(К+1).8.) К,через соответственно конденсаторы сф+1)., 7.2 К - с сбшейшинОЙ. Выход Генера)ера 4 соединен с уп"ОВВЛЯК)Щисли ВХОДами ПЬс)сссОГО аналОГОВ(ГГОключа 2.1 и дополнительного а(4 алогов(иоклк)сча 3,1 и ч 8,)сез по(ледОвательно соеди"неннь;8 линил 5,1,5,1 с" 1,с Согласовсн 1"ной нагрузкой 6, Выходы с первой по(К-Гослинии 5.1.5,К) соединоны с управляю.сИМИ Входар 1 И С ВтсрЬ,Х По Канало(ОВЬХключей 2,22.К и Дополнительных аналоговых ключей 3.2.3,К соответственно,уг)равляюыие входы дополнительныханаЛОГОВЫХ КлсОЧЕЙ 3,1,;3,К Явлсягс)тся ИНверсн ыми.АналоговыЙ ключ (:одежит (фиг, 3) ди"ОДНЫИ МОС) 9, Вхедс И ВЫХОД (О 1 ОРОГО Н)Л)сгЮТСЯ СООТВЕТСТВЕННСс ВХСсдом И ВЫХОдс)Маналоооо Клюа, шины 10, 11 питанияПОЛОжитЕЛЬНОЙ И ОТРИЦатеЛЬНОЙ Г 1 ОЛЯнс).стел, дифференциальный каскад на по,18 ВЫХ Трс)НЗИс Тораск 12, , с, Нс)груЗКОИ КОТОрЬсХслужат полеВы 8 трсчнзссс"О,;1 ы 14, 1,с истскичерез полевой танзи(пор 16 соединены сшиной 11, стоки чеРез Га.д ДИОДОВ 17 с 18Щоттки соедслнены ( сааб)щес шинй а за ГвоРЫ ЯВЛЯЮТСЯ ПРЯМЫМ И Ис 4 ВВРСНЫМ УПРаЛЯющими Входами аналОГОВОГО клк)ча. 18 15 .)25 3 О фэ 5 4 с) 45 б с ,Устройство работает следующим Обазом. Генератор 4 вырабатывает импульсный сигнал (фиг, 2 б) с частотой, которая равна или меньше (2 Ктз) , где тз - длительность распространения сигнала в лпсии 5. Этот сигнал последовательно поступ.-.ет на управляющие входы каждой пары аналоговых ключей 21, 3, = 1.К через Время задержки (з линии 51,Р При изменении тактового сигнала на управляющих входах От низкоГО уроВня до Вы" сокого аналоговый ключ 2( закрывается. В результате при распространении фронта тактового сигнала прослсходит последовательное запирание дополнительных аналоговых ключей 3,13,К, а при распространении среза - последовательное зэпирание аналоговых ключей 2.12.к. таким образом, в течение периода тактового сигнала поочередно закрывается один тип ключей, а затем другой. На конденсаторах 7.17.2 К, подключенных к выходам аналоговых ключей 2,1.2.К, 3,13.К, запоминается напряжение, пропорциональное входному сигналу фиг. 2 а), в момент их запирания.На фиг, 2 показана Временная диаграмма, иллюстриоующая работу устройства для случая, когда устройство содержит две пары аналоговых ключей и Одну линию задержки. Для п)остоты предлагается, что время заряда на, Оплтельного кондеИсатора через открытый аналоговый клю:, много меньше шага счить 1 вания, Зто предположение соотве)ствует следящему режиму работы строб- преобразователя. На диаграмме показаны временные зависимости; а - входного сигнала О; б - тактовогг) сигнала От, в)е) -сигналы на накопительных конденсаторах 7.1, 7.2, 7.3, 7,4. Период повторения такто- ВОГО СИГс 48 Ла раВЕН Т = 4 З. КаждЬ:.й анаЛОГОвый ключ полпериода открыт, а голпериода закрыт и хранит на накопительном конденсаторе информацию о входном сигнале в момент заггирания (на фиг, 2 фазы хранения заштриховань,). Затем цикл считывания повторяется.По сравнению с устройством - прототипом новое устройство проще, так как содержит меньшее количество линий задержки, Например, если число каналов К=4, новое устройство содержит всего одну линию задержки, а устройство-прототлп 3, В Общем случае в новом устройстве содержится на К/2 линий задержки меньше, чем в прототипе, Благодаря этому при равном числе каналов заметно уменьшаются искажения тактового сигнала В линиях задержки, что приводит к более точному воспроизведе 16881 Лнию шага считывания, а значит, к повышению точности преобразования.Еще одна причина повышения точности - постоянство нагрузки на входную шину, так как все время половина ключей 5открыта, половина - закрыта.Аналоговый ключ работает следующимобразом. Для реализации функции ключа спрямым управляющим входом на затвортранзистора .2 подается управляющий сигнал Оу, а на затвор транзистора 13 - опорный Оо Если Оу Ооп, ТРднзистоР 12закрыт, а транзистор 13 открыт.В этом случае ток транзистора 14 течетчерез диоды 17 в общую шину, а ток транэистара 15 течет в сток транзистора 13, причем из общей шины через диоды 18вытекает дополнительный ток, которыйобеспечивает равенство токов транзисторов 13 и 16, В результате на диагоналях 20моста 9 задаются запирающие напряжения+2 Од, где Од - падение напряжения наоткрытом диоде. Диодный мост закрыт, чтосоответствует разомкнутому состояниюаналогового ключа. 25Если Оу Ооп, то открыт транзистор 12,а транзистор 13 закрыт, В этом случае токтранзистора 15 протекает через диодныймост 9 и вместе с током транзистора 14.,обеспечивает равенство токов транэисторов 12 и 16, Диодный мост в этот интервалвремени открыт (аналоговый ключ замкнут),Для реализации функции ключа с инверсным управляющим входом управляющийсигнал подается на затвор транзистора 13, 35а опорное напряжение - на затвор транэи"стора 12. Это обеспечивает открытое состояние ключа при Оу Ооп и закрытое - приОу Ооп,Таким образом, представленная на фиг 403 схема может быть использована для реализации аналогового ключа как с прямым,так и с инверсным управляющим входами,Данная схема может быть реализованав виде Ис из арсенида галлия. 45В тех случаях, когда стробирующее устройство строится на основе многих каналов,целесообразно на входе каждой пары аналоговых ключей ставить повторитель напряжения, обладающий меньшей входной емкостью, чем емкость накопительного конденсатора. Это обеспечит более простое согласование строб-преобразователя с трактом входного сигнала.Возможно использование стробирующего устройства для реализации измерительных систем с тактовой частотой выше 1 ГГц.Ф о р мул а и зоб рете н и яМногоканальное стробирующее устройство, содержащее с первого по Й-й аналоговые ключи, входы которых соединены с входной шиной, а выходы соответственно с первыми обкладками с первого по Й-й конденсаторов и с первой по Й-ю выходными шинами, с Й+1-го по 2 Й-й конденсаторы, первые обкладки которых соединены соответственно с Й+1 по 2 Й-ю выходными шинами, генератор тактовых сигналов, выход которого соединен с управляющим входом первого аналогового ключа и управляющим входом первой из последовательно соединенных с первой по Й-ю линий задержки, выход каждой из которых соединен с управляющим входом соответственно с второго по Й-й аналоговых ключей, причем выход Й-й ликии задержки соединен с согласованной нагрузкой, а вторые обкладки с первого по 2 Й-й конденсаторов соединены с общей шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности передачи сигнала при одновременном упрощении, в него введены с первого по Й-й дополнительные аналоговые ключи, входы и управляющие входы которых соединены соответственно с входами и управляющими входами с первого по Й-й аналоговых ключей, причем управляющие входы с первого по Й-й дополнительных аналоговых ключей являются инверсными, а их выходы соединены с первыми обкладками соответственно с Й+1- го по 2 Й-й конденсаторов,688171 фии 1 г.2 орректор М.Демчик Заказ 3706 Гираж 397 ПодписноеВЧИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113 С 35, Москва, Ж.35, Раушская наб 4/5 КНТ СС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,Составител актор Т,Лошкарева Техред М.М