Электронный ключ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 Н 03 К 17/9." ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗСБРЕТЕНИ т разделий первым сигнала, а ласующего сверхпроСПЭ 1, втос первыми ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения Научнотехнического обьединения АН СССР (72) Е.Г.Апушкинский, В,А.Еремеев и В.Б,Пряжкин(56) Алфеев В,Н, и др. Интегралные схемы и микроэлектронные устройства на сверхпровониках. М,: Радио и связь, 1985, с. 14, 15.Вендик О.Г. и др. Криоэлектронные приборы и устройства. Труды ЛЭТИ, Л 1982, с.77-78,(57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в малошумящих приемниках радиотелескопов, радиолокаИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в малошумящих приемниках радиотелескопов, радиолокационных и радиотеплолокационныхстанциях, а также в радиоспектрометрах,Целью изобретения является увеличение диапазона изменения затухания электронного ключа,Суть изобретения проиллюстрирована на чертеже, где представлена принципиальная схема электронного ключа. Электронный ключ содержи тельный конденсатор С 1, котор выводом соединен со входом РЧ вторым - с первым выводом сог резистора Й 1 и первьм выводом водящего пленочного элемента рой вывод которого соединен ционных и радиотеплолокационных станций, а также в радиоспектрометрах. Целью изобретения является повышение качества работы устройства за счет увеличения диапазона изменения затухания электронного ключа. Дополнительным преимуществом является также снижение расходов на термостатирование. Электронный ключ содержит три сверхпроводящих пленочных элемента, четыре разделительных кондейсатора и семь резисторов. Указанное сочетание элементов позволяет увеличить развязку между радиочастотнь 1 м входом и выходом. электронного ключа в закрытом состоянии, уменьшить переходное затухание между этими же точками в открытом состоянии, уменьшить габариты аппаратуры охлаждения. 1 з,п. ф-лы, 1 ил. выводами второго резистора, В 2 и разделительнбго конденсатора С 2, второй вывод которого соединен с первыми выводами сверхпроводящего пленочного элемента СПЭ 2, третьего резистора Йз и разделительного конденсатора Сз, второй вывод Вз соединен с первым выводом четвертого резистора Й 4, установленного на входе управления, а второй вывод конденсатора С 4 соединен с первым выводом пятого резистора ЙБ и через сверхпроводящий пленочный элемент СПЭЗ с первыми выводами шестого резистора Вб, и разделительного конденсатора С 4. установленного на выходе радиочастотного сигнала. Вторые выводы резисторов В 2 и В 4 соединены со вторым .выводом резистора ВБ и первым выводом седьмого резистора Й 7. второй вь 1 вод которого соединен с источником питания, вто 1798915В 4 Оп 2 Ял Вт1 р.Данньна, й 1, СПСПЭЗ, ВБ,этом нулеобщей ши м: общая ши 1 ая шина, Вравления протношению кут по цеп 7, -1-1 и и об На входе уп нциал по7," вой потне. ТогдВ 7+11й 1+В 7 1.1 и=21 откуда и получаем выракение для 11, котоРое поДставлЯем в Условие 111 р и полУчаем ограничивающее соотношение, вошедшее в рые выводы первого резистора В 1 соединены с общей шиной.Электронный ключ по п.2 формулы может быть изготовлен в гибридно-пленочном исполнении, используя тонкопленочную 5 технологию, что позволяет их сделать с малыми габаритами и массой. СПЭ можно изготовить в виде отдельных чипов, например, путем лазерного, мэгнетронного или электронно-лучевого распыления на подложки из 10 МдО, Ъ 02, или другие в зависимости от выбора СП. При размерах напыленной пленки 6 10х 5 10 2 х 1 смз и р(Т ) = 2 10 4 Ом см имеем й = р = 6670 м. При плотностиетока )р = 10 Аlсм получаем, что для пере 4 2вода пленки из СП состояния в нормальное необходим ток 1 р = 3 мА, Тогда при номиналах резисторов для схемы, изображенной на чертеже,. равных В 1 = 50 Ом; В 2 = 2,2 кОм; 20 йз = О,ЗЗ кОм; В 4 = 0,2 кОм; В 5 = 2,2 кОм; йб = 50 Ом; й 7 = 0,5 кОм и Ои = 12 В соотношения, указанные в п.1 формулы изобретения, будут выполнены.Устройство по п,1 формулы изобрете ния работает следующим образом. Когда на управляющем входе ноль, то электронный ключ находится в закрытом состоянии и РЧ сигнал с входа на выход проходит с очень большим ослаблением, т.е, устройство име- З 0 ет большое затухание. Это достигается тем, что, во-первых, в РЧ тракт между входом и выходом последовательно включены два СПЭ (СПЭ 1 и СПЭЗ), находящиеся в нормальном состоянии, т.е, имеющие сопро- З 5 тивление Вн и, во-вторых, между разделительными конденсаторами С 2 и Сз РЧ тракт закорочен на общую шину СПЭ 2, находящимся в СП-состоянии, т.е, имеющим нулевое сопротивление. СПЭ 1 и СПЭЗ нахо дятся в нормальном состоянии, т,к. через них протекают токи 11 и 12 больше критических, что достигается при выполнении соотношения:45 формулу изобретения. СПЭ 2 при этом находится в СП состоянии, т.к, постоянного тока через него не протекает, ибо он включен в цепь: вход управления, йз, СПЭ 2, общая шина, а на обоих концах этой цепи одинаковые потенциалы, Когда на управляющем входе логическая единица, т,е. Оуир 5 В, наоборот, СПЭ 1 и СПЭЗ находятся в СП состоянии, а СПЭ 2 в нормальном, Последнее достигается протеканием по цепи: входупрэвления, йз, СПЭ 2, общая шина тока больше критическоц иго, Величина этого тока 1 э = - к-к -,р,йз+йн Если сопротивления В 4 и В 7 подобраны так,В 4что жуир = - Ои. тотогда в точке соединенияВ 7резисторов В 2 и В 5 оказывается нулевой потенциал и токи через СПЭ 1, СПЭЗ не протекают, следовательно, они находятся в СП состоянии, Таким образам, если на входе управления логическая единица и В 1 О 11 р, то РЧ"сигнал, поступивй 7 ВЗ+В 7ший на вход, проходит без затухания на выход.Электронный ключ работает при температуре ниже Тк. Для элементов изготовленных из высокотемпературных СП металлооксидов рабочей температурой может являться температура кипения жидкого азота (Т-"77 К), поэтому устройство, изложенное в п.2 формулы изобретения, может быть помещено в термостат,залитый жидким азо-том с выходящими из него разъемами ХЧЧ 1, ХЯ 2 н Х 1 и Х 2.Осуществлять термостабилизацию необходимо только СПЭ, остальная часть схемы может работать и при комнатных температурах. Исходя из этого, следует выбирать конструкцию устройства.Положительный эффект от использования предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в следующем.При одинаковыи с прототипом прочих характеристиках предлагаемое устройство имеет больший диапазон изменения затухания, что значительно сказывается на качестве работы электронного ключа. Это достигается благодаря использованию еще двух разделительных конденсаторов, двух СПЭ и семи резисторов, что позволяет сформировать цепи и осуществлять при переключении электронного ключа, помимо введенного в РЧ тракт затухания в виде сопротивления, еще и подключение всего тракта к общей шине через нулевое сопротивление. Это позволяет производить коммутацию РЧ-сигналов, имеющих большой динамический диапазон и, что особенноважно, коммутацию слабых сигналов, Последнее позволяет использовать данный электронный ключ в малошумящих приемниках радиотелескопов, радиолокационных и радиотеплолокационных станций, а также в радиоспектрометрах. Возможность изготовления данного ключа по тонкопленочной технологии позволяет сделать его малых размеров, Кроме того, данный ключ может. работать при температурах кипения жидкого азота, что позволяет значительно упростить, по сравнению с прототипом; систему термостатирования и расходы на хладагент;Формула изобретения 1, Электронный ключ, содержащийсверхпроводящий пленочный элемент, а также два разделительных конденсатора, причем первый разделительный конденсатор первым выводом соединен с входом радиочастотного сигнала, а вторым - с первым выводом сверхпроводящего пленочного элемента, второй вывод которого соединен с первым выводом второго разделйтельного конденсатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения диапазона изменения затухания, введены два дополнительных сверхпроводящих пленочных элемента, два дополнительных разделительных конденсатора и семь резисторов, причем второй вывод первого разделительного конденсатора. соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод сверхпроводящего пленочного элемента соединен с первым выводом втОрого резистора, второй вывод второго разделительного конденсатора с первыми выводами первого дополнительного сверхпроводящего пленочного элемента первого дополнительного разделительного конденсатора и третьего резистора, второй вывод которого соединен . с первым выводом четвертого резистора,который соединен с входом управления, а . второй вывод первого дополнительногоразделительного конденсатора соединен с первым выводом пятого резистора и черезвторой дополнительный сверхпроводящий пленочный элемент - с первыми выводами шестого резистора и второго дополнительного разделительного конденсатора, который подключен к выходу радиочастотного сигнала, вторые выводы второго и четверто- го резисторов соединены с вторым выводом пятого резистора и первым выводом седьмого резистора, второй вывод которого сое динен с источником питания, при этом вторые выводы первого резистора, первого дополнительного сверхпровОдящего пле- ночного элемента и шестого резистора соединены с общей шиной, при этом величины 15 сопротивлений выбираются из следующих соотношений: В 1 = Вб В 2 = В 5 В 4Оп 1 р, 0В 4Вт+ Вд + Вт (В + Вг + ВОп Ьр,где В 1, В 2, Вз, В, Вь В 6, Вт - сопротивления 25 соответственно первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого резисторов;1 р - величина критического тока прикоторой сверхпроводящий пленочный эле мент переходит из сверхпроводящего в нор мальное состояние;Вн - сопротивление сверхпроводящего пленочного элемента в нормальном состоянии; О - напряжение источника питания. 2, Ключ по и 1, о т л и ч а ю щ и й с а тем, что, с целью сокращения расходов на термостатирование путем повышения рабочей температуры, сверхпроводящие пленочные 40 элементы выполнены в виде пенок высокотемпературных сверхпроводников металлооксидных систем с Тк 77 К, где Т - температура перехода сверхпроводящего пленочного элемента в нормальное состояние. 45.Козориз едакто аэ 779 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениями открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г, Уж Гагарина, 10