Электронный высокочастотный выключатель

/7 а 4 НО ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Р984 токаил,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Патент ФРГ У 2812449,кл. Н 03 К 17/74, 1979.Авторское свидетельствоВ 1130920, кл. Н 03 К 17/74 54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ВЬКЛЮЧАТЕПЬ 57) Изобретение относится к радиоехнике и может быть использовано в адиоприемных и радиопередающих устойствах, Цель изобретения - улучение коммутирующего устройства и овышение надежности - достигается дополнительным введением в устройств пяти конденсаторов, двух фильтров,импульсного диода, входного повышающего и выходного понижающего трансформатора идвенадцати р - -п-диодов,образующих три диодно-мостовые матрицы, Закрытое состояние диодов вэтих матрицах обеспечивается эа счетналичия протяженной 1-области, обладающей значительным сопротивлениемпри разомкнутой цепи прямого и обратного тока, что и реализовано в пред -ложенном устрсйстве. Использованиепредложенного устройства позволяетпо сравнению с д;.от типом увеличитьвносимое осл;гбл ч к д 8-12 раэ, Применение цепей лп д:, трансформаторов и диодных матриц позволило уменьшить величину прямого смешенияна 20-257. 1Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемцых и радиопередающих устройствах.Целью изобретения является улучшение коммутирующих свойств и повыную двумя параллельными цепочками, одна иэ которых содержит встречцовключецные первый р-з.-п-диод 3 и второй торой р-и-диод 4, а другая) и встречцовкгночецные р-з.-п-диод 5 и р-з.-п-диод 6.Средцне точки цепочек соединены между собой разделительпи конденсатором 7. Анод диопа 3 и катод дио да 5 соединены с обкладкой конденсатора 2, анод диода 4 и катод диода 6 специецы с первичной понижающей сбмоткг и входного пстзып:ающедго трансформатора 8, другой конец которой че рез конденсатор 9 заземлец.Псвьппающая обмотк трацсформатора 8 одним коцсм соединена с второй дисднсй матрицей, образованной двумя иараллсльыми цепочками, одна из которых содержит встречцоцключецные р-л.-п-,пт сцы 10 и 11, а другая - встречноцклю зеицые р-з.-п-диоды 12 и 13. Средние точки цепочек соединены мея- ду собой разделительным кодесато- аб ром 14, При:.том ацсд дисда 10 и катод диода 12 соединены с повышающей обмоткой поцьппающего трансформатора 8, а анод диса 11 и катод диода 13 че 1 зеэ раэдслительцыи коцпецсатор 15 3 цд заземлены,Другсй конец повышаюппей обмотки трасфор", ягора 8 через разпелцтельцгпе конденсаторы 16 и 17 сседццец с повышающей обмоткой выходного понижающего трансформатора 18, другой конец которой заэсмлен. Понижающая обмотка трансформатора 18 одним концом соединена с выходной шиной 19, а другим заземлена.11 ежду обкпздками кодецсаторов 1 б и 17 подключена третья диодная мосгсвая матрица, образованная двумя параллельными цепочками, сдца из ко 55 шецие надежности.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого 10 электронного высокочастотного коммутатора,Устройство содержит подключенную к входной шине 1 устройства через разделительный конденсатор 2 первую 15 диодцую мостовую матрицу, обраэовацторых содержит встречновключенныер-д-и-диоды 20 и 21, а другая -р-и-диоды 22 и 23,1Средние точки цепочек соединенымежду собой разделительным конденсатором 24. Анод диода 21 и катод диода 23 через разделительный конденсатор 25 заземлены.Источник 26 тока прямого смещения,отрицательная клемма которого заземлена, положительной клеммой черезограничивающий резистор 27 и импульсный диод 28 соединен с анодами ридиодов 29 и 30 цепи питания. Катоддиода 29 через развязывающий фильтр31 соединен с анодами рп-диодов5 и 6 первой диодной матрицы. Катодыр-д-и-диодов 3 и 4 соединены черезразвязывающий фильтр 32 с коллектором транзистора 33 (ключевого элемента) цепи управления, эмиттер которого заземлен, а база через согласующий резистор 34 подключена кшине 35 управления.Катод диода 30 через развяэывающий фильтр 36 соединен с анодамир-и-диодов 12 и 13 второй матрицыи анодами р-з.-п-диодов 22 и 23 третьей матрицы. Катоды диодов 10 и 11второй матрицы через развяэывающийФильтр 37 соединены с коллекторомтранзистора 33.Катоды р-д-и-диодов 20 и 21 черезравязывающий фильтр 38 соединеныс коллектором транзистора 39 (ключевого элемента), эмиттер которогозаземлец, а база соединена с коллектором транзистора 40 и через ограничительный резистор 41 - с положительной клеммой источника 26 тока прямого смещения. База транзистора 40(ключевого элемента) через ограничи-.тельный резистор 42 соединена с клеммой 35 управления.Устройство работает следующим образом,При подаче открывающего положительцсго напряжения на управляющую пину 35 происходит открывание транзисторов 33 и 40 и соответственно закрывание транзистора 39.При этом ток прямого смещения от источника 26 питания через ограничивающий резистор 27, импульсный диод 28, р-з.-п-диод 29, развязывающий фильтр 31 поступает ца аноды р-идисдов 5 и 6, а затем через цих соотнетстц"нно - на анод р-з.-п-диода 3Л 13307504 и анод ри-диода 4. Затем ток про(12 разделительный конденсатор ходит через развязывающий фильтр 32 7(14) и ри-диод 4(11). Такое разна коллектор транзистора 33 и замыка- делительное прохождение полунолн ется на общую шину (земля к которой различной полярности ВЧ-сигнала при 5подсоединен и минус источника 26 водит к тому, что д-слой не обед- питания. няется носителями заряда нд соответАналогичным образом открываются ствующей отрицательной полуволне, тем р-и-диоды 12, 13, 10 и 11. Цепь самым сопротивление ри-диодов не тока прямого смещения следующая: 10 увеличивается на время прохождения общая шина (земля) - минус источни- отрицательной полуволны. Это обеска 26 питания - плюс источника 26 печивает низкий уровень не.шнейных питания - ограничиват,ий резистор 27 - искажений. Кроме того, не требуется импульсный диод 28 - р-д-п-диод 30 - увеличения тока прямого смещения для развязывающий фильтр 36 - аноды 15 компенсации части уходящего при отФ р-д-и-диодов 12 и 13, затем через рицательной полуволне ВЧ- .игнала заряр-д-и-диоды 10 и 11, развязывающий да неосновных носителей, что позволяет фильтр 37, коллектор транзистора 33уменьшить ток прямого смещения для и через его эмиттер - на общую шину. поддержания ри-диодов диолных ма 11 ри этом первая и вторая диодные 20 триц в открытом состоянии. мостовые матрицы открыты для прохож- При подаче на управляющую шину 35 дения В 1-сигнала с минимальнымиВЧотрицательного запирающего напряжеискажениями и потерями, ния Ц, транзисторы 33 и 40 здкрыцпрТак как на базу транзистора 39 ваются, а транзистор 39 открывается, подано запирающее напрЯжение в Ре так как на его базу от источника 26 эультате того, что открыт транзис- питания подается открывающее полотор 40, через третью диодную матжительное напряжение. рицу, состоящую из ри-диодов При этом первая и вторая диодные 2 О-"203, не течет ток прямого смещения. матрицы обесточиваются, что приводит При этом р-д-п-диоды 20 - 23 закрыты 30 к резкому увеличению сопротивления и ВЧ-сигнал не шунтируется третьей р-д-и-диодов 3-6 и 10- 12 а ридиоды 20-23 третьей диодной мдтриВЧ-сигнал, поступая на входную цы открываются в результате протекдшину 1 выключателя, проходит затем ния через ниХ тока прямого смещения. через конденсатор 2, вторую диод- - Поданный на входную каину 1 ВЧ-сигнал3.)ную матрицу, понижающую обмотку при прохождении черсз закрытые пертрансформатора 8 и конденсатор 9 -вую и вторую диодные матрицы, вклюна общую шину, а затем через кон- ченные последовательно с ВЧ-нагрузденсатор 15, вторую диодную матрицу, кой, подключаемой к выходной шине повышающую обмотку трансформатора 8, 40 19, ослабляется и при дальнейшеменс оры 16 и 17 и повышающую прохождении шунтируется третьей обмотку трансформатора 18 - на общую диодной матрицей, включенной паралшину. С общей шины ВЧ-сигнал через дельно ВЧ-нагруэк-нагрузке, на общую шину. понижающую обмотку трансформатора 18 При этом шунтирование нагрузки пропроходит на выходную шину 19 выклю исходит более эффективно в высокоомном ВЧ-тракте, которьп 1 и создаютВ диодной матрице положительная повьппающий и понижающий трансформаполуволна ВЧ-сигнала проходит через торы 8 и 18. Последние позволяют р-д-и-диод 3 (10 для второй диодной р;.ботать второй диодной матрице на матрицы), затем через Разделительный 5 меньшем ВЧ-токе что способствует50 ) конденсатор 7(14) и р.-п-диод 6(13), уменьшению величины вносимых искаПри этом мощный ВЧ-сигнал лишь добав- жений в спектр ВЧ-сигнала закрытой ляет неосновные носители заряда в второй матрицей. Шунтирование тре-Область Р-и-Диоцов) КОТОРые ин- тьей диодной матрицей уже Ослаблен+жектируются через р -и-переход. От- ного первой и второй матрицами ВЧ-сиг 55рицательная полуволна ВЧтсигнаЛа про- нала позволяет уменьшить ток прямого хоДит через соответствующую ей по смещения в диодах 20 - 23. полярности включения р-д-и-диодов Закрытое состояние рп-диодов ветвь) а иченно через р-д-п-диодов обеспечивается эа счет наличия про 1330750крытого состояния величина гарантированного ослабления повышается на 10 дБ (для любых разбросов параметров прпменясмых ри диодо),Кроме того, применение специальных цепей питания, трансформаторов и диодных матриц позволяет уменьшить величину тока прямого смещения на 20-257. 20 Формулаизобретения Электронньгй высокочастотный выключатель, содержащий подключенный к входной шине через первый конденсатор анодом первый рп-диод,катод которого соединен с первойобкладкой второго конденсатора ипервым выводом фильтра, второй р-и 35 диод, кагором попклю епный к первой обклацкс третьего конденсатора, анодом - к первой обкладке четнертого конденсатора и к первому выводуторого Фильтра, три ключевых эле -мента, два пз которых управляющимивходамп подключены через соответствующие первый и второй резисторы кшине управления, второй ключевойэлемент первым коммутпрукщим вывоцом через третий резистор подключен к первойшине источника питания, третпй - первым коммутирующпм вьгводомк первом) выводу третьего Фильтра,четвертый резистор и ыходную шину,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью улучшения коммутирующихсвойств и повышения надежности, внего дополнительно введены пять конденсаторов, два фильтра, импульсный,пиод, входной повышающий и выходнойплпяающий трансформаторы и двенадцать рп-диодов, причем первыйри-диод образует с первыми тремя тяженной х-области, обладающей значительным сопротивлением при разомкнутой цепи прямого и обратного тока.11 рп этом ВЧ-сигнал даже большого напряжения не в состоянии осуществить движение неосновных носителей через -область рп-диода, т.е. р-д-и- диод сохраняет свое высокое сопротивление и при наложении на его электроды БЧ-напряжения. 1 ОИспользование гредлагаемого устройства позволяет по сравнению с известным увеличить величину вносимого ослабления в 8- 12 раз.За счет повышения надежности за - 15 дополнительными р-ь-и-диодами первую мостовую матрицу, в одну диагональ которой включен второй конденсатор, первой обкладкой соединенныйс катодом первого дополнительногорп-диода, второй обкладкой - санодами второго и третьего дополнительных рп-диодов, катоды которыхподключены соответственно к первомуи второму выводам второй диагоналипервэй мостовой матрицы соединеннымсоответственно с анодом первого р-д-п.диода и с первым выводом первичнойобмотки повышающего трансформатора,второй вывод которой через первыйдополнительный конденсатор подключенк общей шине, с которой соединенывторая шина источника питания и второйкоммутирующий вывод третьего ключевого элемента, управляющий вывод кото.рого соединен с первым коммутирующимвыводом второго ключевого элемента,второй коммутирующий вывод которогосоединен с общей шиной, первый коммутирующий вывод первого ключевого элемента соединен с вторым выводом первого фильтра, вторым коммутирующимвывоцом - с общей шиной, анод импульсного диода через четвертый резистор соединен с первой шиной источника питания, катод - с анодами четвертого и пятого дополнительныхрп-диодов, катод одного из которых через первый дополнительныйфильтр соединен с второй обкладкойвторого конденсатора, катод другого - с вторым выводом второго фильтра, первый вывод которого соединенс первым выводом первой диагоналивторой мостовой матрицы из шестого,седьмого, восьмого и девятого дополнительных рп-диодов, соединеннымчерез второй дополнительный конденсатор с вторым выводом первой диагонали, который через второй дополнительный фильтр соединен с первымкоммутирующим выводом первого ключевого элемента, первый вывод второйдиагонали второй мостовой матрицычерез третий дополнительный конденсатор соединен с общей шиной, второйвывод через вторичную обмотку повышающего трансформатора соединен с второй обкладкой третьего конденсатора,первая, обкладка которого через последовательно соединенные четвертый дополнительный конденсатор и .первичнуюобмотку понижающего трансформатораподключена к общей шине, которая через1330750 вторичную обмотку понижающего трансформатора соединена с выходной шиной, второй р-д-и-диод и десятый, одиннадцатый и двенадцатый дополнительные5 ри-диоды ,образуют третью мостовую матрицу, в одну диагональ которой включен четвертый конденсатор, вторая винте чь ед х, -,.ни с Я дакг. р Н. Швыдкая Тк бру ре 0 Подпиета СССР ного коми етений и открытии35, Раушская наб., 4 Пронзво," тн играфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,ак,; 3592/56 ВНИИПИ по 113035, Тир ссударст делам изо Москва, обкладка которого соединена с вторым выводом третьего фильтра, вторая диагональ первым выводом соединена с второй обкладкой третьего конденсатора а вторым выводом через пятый дополнительный конденсатор - с общей шиной.