Многоканальный коммутатор аналоговых сигналов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. Кл. Н 03 К 17/02 Государстееииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР АНАЛОГОВЫХСИГНАЛОВ Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной ехники и может быть использовано н цифровых приборах и информационных измерительных системах.Известен коммутатор аналоговых сигналов, содержащий аналоговые релаксационные генераторы прямоугольных импульсов, интеграторы и аналоговые МДП-ключи 1).Однако известное устройство обладает низким уровнем функциональных воэможностей и необходимостью использования больших времязадающих конденсаторов.15Известен многоканальный коммутатор аналоговых сигналов, содержащий мультиплексор на аналоговых ключах, имеющий аналоговые и коммутационные входы и аналоговый 2 О выход, распределитель уровней и шины тактовых импульсов 2).Однако и это устройство обладает ограниченными Функциональными воэможностями,так как в нем реализуется жесткая программа последовательного включения каналов на общий выход и невозможно осуществление произвольной выборки каналов в общий цикл.ЗО ель изобретения - расширение Функциональных возможностей.Цля этого многоканальный коммутатор аналоговых сигналов, содер-. жащий мультиплексор на аналоговых ключах, имеющий аналогоные н коммутационные входы и аналоговый выход, распределитель уровней и шины тактовых импульсов, введены блок задания программ, распределители импульсов и блок распределения запуска, причем выходи блока задания программ соединены с соответствующими первыми входами распределителей импульсов, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам распределителя уровней, первые выходы распределителей импульсов соединены с соответствующими коммутационными входами мультиплексора, вторые выходы подключены к управляющим входам блока распределения запуска, первый запускающий вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, второй - с шиной импульсов сдвига канала, а ниход - с входом распределителя уровней, кроме того блок задания программ выполнен на двухполюсных переключателях, число которых равно количеству каналов, причем входы двухпалюсных пе.реключателей подключены к шинам питания, а выходы соединены с выходами блока задания программ, каждыйраспределитель импульсов выполненна двух двухвходовых элементахИЛИ-НЕ, причем один вход первогоэлемента ИЛИ-НЕ соединен с первымвходом распределителя импульсов,другой - со вторым его вхадом,первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом первого элементаИЛИ-НЕ, второй вход - со вторым еговходом, а выходы первого и второгоэлементов ИЛИ-НЕ подключены соответственно к первому и второму выходам распределителя импульсов, кро- , 5ме того блок распределения запуска вы-йолнен на многовходовом элементеИЛИ-НЕ, число входов которого равночислу каналов, двухвходовом элементе ИЛИ-НЕ и двухвходовом элементе ИЛИ, причем выход последнегосоединен с выходом блаха распределения запуска, один вход соединенс его первым запускающим входом,другой вход подключен к выходу двухвходового элемента. ИЛИ-НЕ, одинвход которого соединен с выходоммноговходового элемента ИЛИ-НЕ,входы которого подключены к управляющим входам блока распределениязапуска, а второй вход двухвходо- ЗОвага элемента ИЛИ-НЕ соединен совходом блока распределения запуска.На чертеже представлена структурная схема предложенного устрой-, 35ства. 25 Многоканальный коммутатор аналоговых сигналов содержит задающийгенератор 1, генератор 2 сдвига канала, подключенные к шинам тактовыхимпульсов, блок распределения запуска 3, распределитель уровней 4,распределители импульсов 5, -5 п,блок 6 задания программ и мультиплексор на аналоговых ключах 7 -7 . 45Блок б задания программ выполненна двухполюсных переключателях,причем в зависимости ат положенияпереключателя на входы элементовИЛИ-НЕ 8, распределителей импульсов поступают логические уровни1 или 0. Другие входы элементов ИЛИ-НЕ 8 подключены к соответствующим выходам распределителя уровней 4, а выход соединен суправляющим входом соответствующегоаналогового ключа и со входом другогоэлемента ИЛИ-НЕ 9,другой .вход которогр подключен к соответствующему вы-,ходу распрелелителя уровней 4,а выход - к управляющему входу блока 3 60распределителя запуска. Влок 3 содержит элемент ИЛИ 10, выход которого подключен к тактовому входу распределителя уровней 4, один входсоединен с выходом задающего геНератара 1, а другой подключен к выходу двухвходового элемента ИЛИ-НЕ 11, олин вход которого соединен с выходом генератора сдвига канала 2, в другой подключен к выходу многовходового элемента ИЛИ-НЕ 12, число входов которого равно числу каналов коммутатора. Аналоговый сигнал поступает на инФормационные входы 13, -13 коммутатора и передается через один из открытых аналоговых ключей 7 на общий информационный выход коммутатора 14.Рассмотрим сначала случай, когда переключатели блока б задания программы находятся в крайнем верхнем положении. Тогда уровень лог,О будет поступать на входы элементов ИЛИ-НЕ 8, которые будут подготовлены к изменению своего состояния на выходе при поступлении на другой вход уровня лог.ОРаспределитель уровней 4 имеет и выходов и при поступлении на вход тактовых импульсов работает в режиме автоколебательного регистра сдвига нуля с количеством состояний - и в адном цикле. Пусть уровень лог.О пос=упает на вход элемента ИЛИ-НЕ 8, тогда на ее выходе будет уровень 1 лог.1, который открывает аналоговый ключ 7, и информация с входа 13 поступает на общий выход коммутатора 14. В это время элемент ИЛИ-НЕ 9 не может изменять свое состояние на выходе, поскольку уровень лог 1 поступаут на один из ее входов. Уровни лог.О с выходов всех элементов ИЛИ-НЕ 9 .распределителя импульсов 5;, поступают на входы элемента ИЛИНЕ 12 блока 3 распределения запуска. При этом на его выходе будет уровень лог.1, который поддерживает устойчивое состояние лаг.О на выхсде элемента ИЛИ-НЕ 11 и тем самым отключает выход генератора сдвига канала 2 от тактового входа распределителя уранией 4. Поскольку на одном входе элемента ИЛИ-НЕ 11 устойчивое состояние лог,О, то он будет изменять свое состояние частотой поступления уровней лог.1 от задающего генератора 1,Распределитель уровней 4 будет изменять свое состояние также с частотой задающего генератора 1, а на выход коммутатора 14 будет поступать информация со всех и входов.Рассмотрим второй случай, когда, например., второй переключатель блока б задания программ будет находиться в нижнем положении и на вход элемента 8 распределителя импульсов 5 будет поступать лог.1, тем самым запрещая изменение состо-, яния на ее выходе. Пусть на второй вход элемента поступает с10 15 35 60 выхода распределителя уровней 4 уровень "лог.О. Поскольку состояние на его выходе не изменяется и равно лог.О, срабатывает второй элемент ИЛИ-НЕ 9 распределителя импульсов 51, Уровень лог.1 на ее выходе изменяет состояние устойчивое лог.1 на выходе многовходового элемента ИЛИ-НЕ 12 блока распределения запуска на состояние лог.О, что позволяет проникнуть сигналу с выхода генератора 2 сдвига канала на один вход элемента ИЛИ 10, Поскольку частота генератора 2 значительно выше частоты задающего генератора 1, по истечении длительности уровня лог.1 на другом входе элемента ИЛИ 10 этот элемент будет изменять свое состояние на выходе уже с ускоренной частотой генератора 2. Это позволяет ускоренно изменить состояние на выходе распределителя уровней 4, и уровень "лог,О" поступит уже на следующий распределитель импульсон 5 . В этом режиме работы многоканального коммутатора будет отсутствовать на общем выходе информация с второго входа 132 .Аналогичным образом можно установить все переключатели в крайнее нижнее положение за исключением, например, )-го, Тогда, очевидно, на общем выходе коммутатора 14 будет присутствовать информация только с )-го входа. При этом частота генератора сдвига канала выбирается таким образом, чтобы при работе от него распределитель уровней 4 имел длительности полного цикла меньше длительности формирования уровня "лог,1" задающим генератором, которая является "мертвым" временем для коммутатора.Таким образом, в предложенном устройстве можно осуществить любую комбинацию из опрашиваемых и-каналов при работе последних последовательно на общую нагрузку с учетом с старшинства следования каждого включенного канала. Формула изобретения 1. Многоканальный коммутатор аналоговых сигналов, содержащий муль.типлексор на аналогоных ключах, имеющий аналоговые и коммутационные нходы и аналоговый выход, распределитель уровней н шины тактовых импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, введены блок задания программ, распределители импульсов и блок распределения запуска, причем выходы блока задания программ соединены с соответствующими первыми входами распределителей импульсов, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам распределителя уровней, первые выходы распределителей импульсон соединеныс соответствующими коммутационнымивходами мультиплексора, вторые ныходы подключены к управляющим входам блока распределения запуска, первый запускающий вход которого соединен с шиной тактовых импульсов, второй - с шиной импульсов сдвига канала, а выход - со входом распределителя уровней.2. Коммутатор по п, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок задания программ выполнен на двух полюсных переключателях, число которых равно количеству каналов, причем входы двухполюсных переключателей подключены к шинам питания, а выходы соединены с выходами блока задания программ.3. Коммутатор по пп1, 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что каждый распределитель импульсов выполнен на двух двухвходовых элементах ИЛИ-НЕ, причем один вход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом распределителя импульсов, другой - со вторымего входом, первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом перного элемента ИЛИ-НЕ, второй вход - со вторым его входом, а выходы первого и второгоэлементов ИЛИ-НЕ подключены соответственно к первому и второму выходамраспределителя импульсон. 4, Коммутатор по пп.1, 2, 3,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоблок распределения запуска выполненна многонходоном элементе ИЛИ-НЕ,число входов которого равно числуканалов, днухнходовом элементе ИЛИ-НЕи двухнходоном элементе ИЛИ, причемвыход последнего соединен с выходомблока распределения запуска, одинвход соединен с его первым запускающим входом, другой вход подключен квыходу днухвходового элемента ИЛИ-НЕ,один вход которого соединен с выходом многонходового элемента ИЛИ-НЕ,входы которого подключены к упраьляющим входам блока распределения запуска, а второй вход днухвходоногоэлемента ИЛИ-НЕ соединен со вторымвходом блока распределения запуска,Источники информации,принятые но внимание при экспертизе1.ф Приборы и техника эксперимента", 1976, М 3, с. 179.2, Березин Л,Ф. и Якимака А.Л.Шестикальный коммутатор на МДП-транзисторах, - фИзвестия вузов СССР,сер. Приборостроение, 1978, 9 5,750735 Составитель Л,Иванова Техред Н. Бараду агяна Корре ск Редакто 1/46 Тираж 995 П ИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 5, Москва, Ж, Раушская наб писноеР Заказ 4/ 113 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4