Электронный коммутатор
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(51)4 Н 03 К 17 687 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Д.Яковле тельство СССК 17/687,СС87,льст К 17 свидетН 03 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГНИТ СССР(71) Центральный научтельский и опытно-кинститут робототехнкибернетики при Ленитехническом институим, М.И,Калинина(57) Изобретение относится к области импульсной техники и мохет бытьиспользовано в качестве коммутаторааналоговых сигналов в системах измерения и контроля, Целью иэобретенияявляется повышение точности. Цельдостигается путем введения в устройство четвертого КМДП-ключа 33,четвертого 39 и пятого 40 разделительных и второго 41 накопительногоконденсаторов и двух дополнительныхшин смещения - привязки 31 и развязки 32, Устройство содермит, крометого, входные шины 2, 3 выходную шину 4, управляющие шины 5-7, шины питания 8-10, КИДП-ключи 11-13, четы1506539 3ре диода 19-22, резисторы 23, 25, 28, 29, 34-38, разделительные конденсаторы 24, 27, 30, 39, 40, накопительные конденсаторы 26 и 4 1. Бла- г одаря тому, что третий 30 и четвер 5 тый 39 разделительные конденсаторы заряжаются через соответственно третий 28 и пятый 34 резистор. с большой постоянной времени, величина помехи на выходе от источника напряжения смещения и самого коммутируемого сигнала значительно снижается,а помеха, содержащаяся в напряженииисточника смещения, дополнительнокомпенсируется эа счет идентичностицепей заряда накопительных конденсаторов. Включенные между дополнительными шинами привязки 31 и развязки32 девятый резистор 38 и пятый разделительный конденсатор 40 образуютцри этом фильтр нижних частот, обеспечивающий снижение уровня помех нобшей точке накопительных конденсаторов1 ил.Изобретение относится к импульс - ной технике и может быть использовано в качестве аналогового коммутато ра в системах измерения и контроля.Цель изобретения - повышение точности коммутации.Поставленная цель достигается путем введения в устройство допол нительно четвертого КМДП-ключа, двух разделительных, одного накопительного конденсаторов и двух дополнительных шин смещения, При этом величина помех значительно уменьшается благо даря тому, что третий и четвертый раздедительные конденсаторы заряжаются через соответственно третий и пятый резисторы с большой постоянной времени, а помеха, содержащаяся в на пряжении источника смещения, при идентичности конденсаторов и цепей их заряда полностью компенсируется при встречном включении конденсаторов вторым КМДП-ключом, Включенные . 40 между дополнительными шинами смещения девятый резистор и пятый разделительный конденсатор образуют при этом фильтр нижних частот, благодаря чему напряжение в общей точке нако пительных конденсаторов также свободно от помех.На чертеже приведена функциональная схема электронного коммутатора.Электронный коммутатор 1 содержит первую 2 и вторую 3 входные, выходную 4, первую 5, вторую 6, третью 7 управляющие, нулевую 8 шины, две шины 9 и 10 питания, первый 11, второй 12, третий 13 КМДП-ключи, каждый из которых снабжен входным 14, выходным 15, управляющим 16 выводами, первым 17, вторым 18 выводами питания, четыре диода 19-22, включенные попарцо (19 и 20, 2 1 и 22) последовательно согласно между выводами питанияпервого 11 и второго 12 КЛЯП-ключей.Причем общая точка первой пары (19и 20) диодов объединена с управляющим выводом 16 первого КМДП"ключа11 и первым выводом первого резистора 23 и через первый разделительный конденсатор 24 подключена кпервой управляющей шине 5. Общаяточка второй пары (21 и 22) диодовобъединена с управляющим выводом 16второго КМДП-ключа 12, через второйреэистоо 25 подключена к первым выводам 17 питания КМДП-ключей и к первому выводу первого накопительногоконденсатора 26, а через второй разделительный конденсатор 27 - к второйуправляющей шине 6. Первая входнаяшина 2 через третий резистор 28 соединена с входным выводом 14 первогоКМДП-ключа 11, выходной вывод 15которого объединен с входным выводом 14 второго КМДП-ключа 12 и черезвключенные последовательно четвертыйрезистор 29 и третий разделительныйконденсатор 30 соединен с выходнойшиной 4 и входным выводом третьегоКМДП-ключа 13, выводы 17 и 18 питания которого подключены к шинам 9и 10 питания. Нулевая шина 8 подключена к выходному выводу 15 третьегоКМДП-ключа 13, управляющий вывод 16которого подключен к третьей управляющей шине 7. Устройство содержит такжешину 31 привязки и шину 32 раэвяэки,чет,вертый КМДП-ключ 33,пятый 34, шестой35, седьмой 36, восьмой 37 и девятый38 резисторы, четвертый 39 и пятый40 разделительные и второй 4 1 накопительный конденсаторы. Выоды 17,18 питания и управляющий вывод 16четвертого КМЦП-ключа 33 объединены с соответствующими выводами первого КМДП-ключа, вторая входная шина3 через пятый резистор 34 соединенас входным выводом 14 четвертого КМДПкпюча 33, выходной вывод 15 которогообъединен с выходным выводом 15 второго КИДП-ключа 12 и через включен-,ные последовательно шестой резистор35 и четвертый разделительный конденсатор 39 соединен с нулевой шиной 8,Второй вывод 18 питания четвертогоКМДП-ключа 33 соединен с вторыми выводами питания первого 11 и второго12 К 11 ДП-ключей и через второй накопительный конденсатор 4 1 подключенк второму выводу первого накопительного конденсатора 26. Первый 26и второй 41 накопительные конденсаторы зашунтированы седьмым 36 и восьмым 37 резисторами соответственно,их общая точка подключена через девятый резистор 38 к шине 31 привязки и через пятый раэдгчгительцыйконденсатор 40 - к шине 32 развязки.Устройство коммутации содержит,кроме того, источник 42 напряжениясмещения, включенный между нулевой8 и второй входной 3 пцгцами, источник 43 коммутируемого напряжения,включенный между входными шинами 2ц 3, источники 44 и 45 питания, включенные между нулевой шиной 8 и шинами 9 и 10 питания, обьедиценцьъя сшинами питания устроиства 46 управления, управляющие виходы 47 и 48которого подключены к управляющимшинам 5 и 6 через токоограцичивающиерезисторь 49 и 50, а управляющийвыход 51 подключен к управляющей шине7 непосредственно. 1 ицы развязки 32и нулевая 8 соединены токоограцичивающим резистором 52. Резистор53 нагрузки включен мекду выходной 4 и нулевой Я шинами,Устройство 46 управления содержит включенные последовательногенератор 54 импульсов и ицвертор 55.Каждый КМДП-ключ содержит парудополняющих ИДП-транзисторов, включенных параллельнои инвертор. Ключпроводит, когда на управляющий выводподается сигнал высокого уровня.Электронный коммутатор 1 работает следующим образом.Генератор 54 импульсов в устройстве 46 управления вырабатывает короткие повторяющиеся положительные 5 О 5 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 прямоугольные импульсы, которые поступают на управляющий выход 48 и чечерез инвертор 55 - на управляющиевыходы 47 и 51. Указанные импульсыпроходят на управляющий вывод 16КИДП-ключа 13 непосредственно, и науправляющие выводы 16 КМДП-ключей11, 12, 33 - через соответствующиерезисторы 49 и 50 и разделительныеконденсаторы 24 и 27. При этом положительные импульсы напряжения (высокий уровень) открывают К 1 ЩП-ключи,а отрицательные (низкий уровень)закрываютВ отсутствие управляющих импульсов КАП-ключи 11, 33, 13 открыты,а КЦДП-ключ 12 закрыт. Конденсатор30 заряжается до постоянной составляющей напряжения на первой входной шине 2 относительно нулевой шины8 по цепи, содержащей элементы 2, 28,11, 29, 30, 13, 8, Конденсатор 39заряжается до постоянной составляющейнапряжения на второй входной шине 3относительно нулевой шины 8 по цеписодержащей элемецты 3, 34, 33, 35,39 и 8,Вследствие большой постоянной времени этих цепей, содержащих резисторы 28 и 34 с большим сопротивлениеми конденсаторы 30 и 39 значительнойемкости, помехи, содержащиеся в цагряжениях ца входных шинах 2 и 3 относительно нулевой шины 8 ослабляются, На выходной шине 4 напряжениеотносительно нулевой шины 8 фиксируется открытым КЩП-ключом 13 цауровне, близком к нулю.На время появления управляющихимпульсов все КИДП-ключи изменяютсвои состояния на противоположные.Открывающийся КРДП-ключ 12 подключаетк резистору 53 нагрузки заряженные(до соответствующих цапряжегцй) конденсаторы 30, 39. В течение временидействия управляющих импульсов напряжение на выходной шине 4 равноразности напряжений на конденсаторах 39 и 30, отрицательно относительно нулевой шины 8 и пропорционально напряжению между входнымишинами 3 и 2, Это напряжение медленно спадает по мере разряда конденсаторов 30, 39 через резистор 53нагрузки.Таким образом, на резисторе 53нагрузки формируется импульс напряжения, привязанный к потенциалу ну 15065391 О 5 20 25 30 40 45 50 левой шины 8, причем амплитуда этогоимпульса пропорциональна напряжениюисточника 43 коммутируемого напряжения, Помехи, содержащиеся в напряжениях источников 42 и 43, отфильтрованы, а помехи, содержащиеся внапряжении источника 42 смещения,еще и скомпенсированы за счет встречного включения идентичных конденсаторов 30 и 39.1Для нормальной работы КМДП-ключей 11, 12, 13, 33 необходимо, чтобы, во-.первых, между выводами 17, 18 их питания имелось напряжение, обеспе. - чивающее их работоспособность, и во-вторых, потенциалы, приложенные к их входным 14 и выходным 15 выводам, не выходили из интервала между потенциалами выводов 17 и 18 питания. Эти условия выполняются. КМДП-ключ 13 работает в почти стандартных условиях с тем отличием, что потенциалы его выводов 17 и 1 Ь питания задаются разнополярными (относительно нулевой шины 8) напряжениями источников 44 и 45 соответственно, поэтому он может коммутировать изменяющее полярность относительно нулевой шины 8 напряжение, не превосходящее (по модулю) напряжение источника 44 или, 45 соответственно. Напряжение питания КИДП-ключей 11, 12, 33 форм- руется из управляющих ими импульсов следующим образом. Потенциал общей точки конденсаторов 26, 4, резисторов 36, 37 привязывается к постоянному потенциалу второй входной шины 3 при помощи шины 31 привязки; при этом резистор 38 и конденсатор 40 образуют фильтр низких частот, ослаблякщий в указанной общей точке помехи, содержащиеся в напряжении источника 42, Управляющие импульсы поступают через конденсаторы 24, 27 в общие точки выпрямительных диодов 19, 20 и 2 1, 22, соответственно, а также через конденсатор 40 в общую точку накопительных конценсаторов 26, 41. Диоды выпрямляют поступающие импульсы, в результате чего накопительные конденсаторы 26, 4 1 заряжаются до напряжений, разнополярных относительно их среднеи точки, соотношение между напряжениями на конденсаторах зависит от отношения их емкости и отношения сопротивлений шуцтирующих их резисторов 36, 37. Напряжение между выводами 17, 18 питания К 1 ДПключей 11, 12, 33 может достигатьамплитуды напряжения управляющихимпульсов. Эти ключи могут коммутировать изменяющее полярность (относительно шины 31 привязки) напряжение при условии, что потецци;лы вхоцного 14 я выходного 15 цх выводов не выходят за потенциалы выводов 17 и 18 питания. При этом напряжение источника 42 смещения (оределяющее потенциал шины привязки) может во иного раз превышать допустимое напряжение питания КЖ 1 П-ключей.Резисторы 29 и 35 задают определенное состояние КМДП-ключей 11, 12, 33 в отсутствие управляющих импульсов при включении источников 44 и 45 ци тания. Резисторы 29, 35 ограничивают токи через р-и-переходы подложка-каца: К 11 Д 1-транзисторов КК 1 П-ключей 11, 12, .33 во время включения источ ников 42 и 43 при выключенных источниках 44 и 45.Таким образом, из управляющих импульсов формируется напряжение питания ключей 11, 12, 33, причем смещение этого напряжения относительно :улевой шины 8 определяется напрякецием, поданным ца шину 31 привяз,и Отцоеиггельно ну " .вОИ шиы 8, Г е зс тон 38, конденсатор 40 бесневаюг фильг рацию напряжения прцвязки, чо ца не сколько порядков ослаб.ст рс,.ожде-. ние помехи, содержащейся в напряжении иеточгпка 2 смещения, на конденсаторы 30 и 39 и далее ца выходную шину 4,Предлагаемое устройство имеет высокую помехоустойчивость по отношению к помехам в напряжениях источников смещения 42 и коммутируемого 43 благодаря,во-первых, наличии конденсатора 39 и цепи его заряда (элементы 34, ЗЗ, 35), а также особому включению КИДП-ключа 12, обеспечивающего последовательное подключение к нагрузочному резистору 53 коцдецсаторон 30 и 39, при котором помехи, накопившиеся на них, взаимно компенсируются. Бо-вторых, благодаря наличию элементов 31, 38, 40, 32 гриняэкц, которые обеспечиваот не только привязку напряжений питания (ца выходах 17 и 18) КЯГ 1-ключей 11, 12, 33 к ужнему напряжению относительно нулевой шины 8, цо и исключение возможцц г. прони новсния помех на выходн"и шину с выводов 17 и 18 питания этнх к.юнец через ререход,одожка-к,а цхформуЛа из обре тения Сос гавитель В.Лементуев Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор О,КравцоваЗаказ 5446/55 Тираж 884 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производстзенно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 9 150 К 1 Ц 111-транзисторов. Это понышает точность устройства. Электронный коммутатор, содержащий девять резисторов, первый, второй и третий разделительные и первый накопительный конденсаторы, две входных, выходную, три управляющих, нулевую шины, две шины питания, первьп, второй и третий КМДП-ключи, каждый из которых снабжен входным, выходным, управляющим выводами и двумя выводами питания, четыре диода, включенные попарно последовательно согласно между выводами питания первого и второго КМДП-ключей, причем общая точка первой пары диодов объединена с управляющим выводом первого КМДП-ключа и первым выводом первого резистора и через первый разделительный конденсатор подключена к первой управляющей шине, общая точка второй пары диодов объединена с управляющим выводом второго КМДП-ключа, через второй резистор подключена к первым выводам питания КМДП-ключей и к первому выводу первого накопительного конденсатора, а через второй разделительный конденсатор - к второй управляющей шине, первая входная шина через третий резистор соединена с входным выводом первого КМДП-ключа, выходной вывод которого объединен с входным выводом второго КМДП-ключа и через включенные последовательно четвертый резистор и третий разделительный конденсатор соединен с ныхсдноишиной и входным выводом третьегоКМДП-ключа, вывода) питания которого 5подключены к шинам питания нулевая1шина подключена к выходному выводутретьего КЩП-ключа, управляющийвывод которого подключен к третьейуправляющей шине, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены шинапривязки и шина развязки, четвертыйКМДП-ключ, четвертый и пятый разделительные и второй накопительный конденсаторы, причем выводы питания иуправляющий выводчетвертого КМДП-ключаобъединены с соответствующими выводамипервого КМДП-ключа, вторая входнаяшина через пятый резистор соединенас входным выводом четвертого КМДПключа, выходной вывод которого объединен с выходным выводом второгоКМДП-ключа и через включенные последовательно шестой резистор и четвер тый разделительный конденсатор соединен с нулевой шиной, второй выводпитания четвертого КМДП-ключа соединен с вторыми выводами питанияпервого и второго КЩП 1-ключей и черезвторой накопительный конденсатор подключен к второму выводу первого накопительного конденсатора, первыйи второй накопительные конденсаторыэашунтированы седьмым и во .ьмым резисторами соответственно, их общаяточка подключена через девятый резистор к шине привязки и через пятый разделительный конденсатор - кшине развязки,
СмотретьЗаявка
4373787, 03.02.1988
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ОПЫТНО КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ РОБОТОТЕХНИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ ПРИ ЛЕНИНГРАДСКОМ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОМ ИНСТИТУТЕ ИМ. М. И. КАЛИНИНА
РОДИОНОВ ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ, ЯКОВЛЕВ ВЛАДИМИР ДМИТРИЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: H03K 17/687
Метки: коммутатор, электронный
Опубликовано: 07.09.1989
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1506539-ehlektronnyjj-kommutator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Электронный коммутатор</a>
Предыдущий патент: Распределитель
Следующий патент: Функциональный коммутатор на кмдп-транзисторах
Случайный патент: Ковш горной машины