Матричный коммутатор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотоэ СоветсникСоциапистическикРеспубликпо делам нзооретеннй н открытнйДата опубликования описания 3001.82,(72) Автор изобретения А.П. Шевьев 1) Заявнтел осковский ордена Трудового Красного 3электротехнический институт связи 51 т) МАТРИЧНЫЙ КОММУТАТ импульс- пользова рези зобретение относитс технике и может быт аторов с матпей управледля создания комчной организацией оИзвестны матричные коммутаторы с постоянной памятью в каждой ячейке, содержащие в каждой ячейке тиристор, последовательно с которым включена нагрузка, первые и вторые координатные шины, шину питания, общую шину и источник смещения 11.Недостаток указанных матричных коммутаторов заключается в том, что для выбора требуемых ячеек в нем используется зависимость переключательных характеристик тиристоров от величины анодного напряжения, к торая является слабо выраженной, что делает вероятность неправильной выборки ячеек весьма значительной,Известен матричный коммутатор, содержащий в каждой ячейке тиристор имеющий первый и второй катоцы, и стор, включенныи последовательно с тиристором, и диод, первый.вывод которого соединен с управляющим электродом тиристора, а такжепервые, вторые и третьи координатныешины, шину питания и общую шину,первые, вторые и третьи ключевыеэлементы, входы которых являютсяпервыми, вторыми и третьими координатными входами коммутатора, и резисторы, причем первые координатныешины соединены с вторыми выводамидиодов, вторые координатные шины соединены с вторыми катодами тиристоров, а третьи координатные шины через третьи ключевые элементы соединены с шиной питания, кроме того,указанное устройство содержит источник смещения, полярность которого 20противоположна полярности основногоисточника питания 121.Недостаток данного коммутаторасостоит в наличии источника смещения противоположной полярности, реа3 90лизация которого связана с определенными трудностями.Цель изобретения - упрощение устройства,Укаэанная цель достигается тем,что в матричный коммутатор, содержащий в каждой ячейке тиристор, имеющий первый и второй катоды, резистор, включенный последовательно стиристором, и диод, первый выводкоторого соединен с управляющимэлектродом тиристора, а также первые, вторые и третьи координатныешины, шину питания и общую шину,первые, вторые и третьи ключевыеэлементы, входы которых являютсяпервыми, вторыми и третьими координатными входами коммутатора, и ре-зисторы, причем первые координатныешины соединены с вторыми выводами .диодов, вторые координатные шины соединены с вторыми катодами тиристоров, а третьи координатные шины черезтретьи ключевые элементы соединеныс шиной питания, в каждую ячейкудополнительно введен первый транзистор, база которого соединена с первым катодом тиристора, эмиттер соединен с общей шиной, а коллекторявляется выходом ячейки, первые координатные шины соединены с выходамипервых ключевых элементов и черезрезисторы соединены с шиной питания,вторые координатнь 1 е шины соединеныс выходам, вторых ключевых элементов,третьи координатные шины черезрезисторы соединены с анодами тиристоров.Кроме того, матричный коммутаторможет быть модифицирован введениемв каждую ячейку второго транзистора,коллектор и база которого соединеныс первым катодом тиристора, а эмиттер соединен с общей шиной; введением пороговых элементов, которые включены между первыми координатнымишинами и общей шиной; введением дополнительного ключевого элемента, выходкоторого соединен со входами третьих ключевых элементов, а вход является входом выключения коммутатора,Иа фиг. 1 изображена общая схемаматричного коммутатора; на фиг, 2второй возможный вариант выполненияячеек коммутатора; на фиг. 3 - вариант выполнения пороговых элементов.Матричный коммутатор содержит(фиг. 1) прямоугольную матрицу изщ х и ячеек 1=1-1 = ю х и, Каж 2256 дая из ячеек 1 = ) содержит двухкатодный тиристор 2, первый катодкоторого соединен с базой транзистора 3, эмиттер транзистора 3 соединен с общей шиной ч, а коллектор 5транзистора 3 является выходом ячейки 1 = , Управляющий электрод тирис.тора 2 через диод 6 соединен с первой координатной шиной 7, в качестве диодов 6 целесообразно использовать диоды Шоттки. Второй катодтиристора 2 соединен с второй координатной шиной 8, анод тиристора 2через резистор 9 соединен с третьейкоординатной шиной 1 О. Первые координатные шины 7 через соответствующиерезисторы 11 соединены с шиной 12питания, через соответствующие пороговые элементы 13 - с общей шиной о и с выходами соответствующих первыхключевых элементов 1 ч, входы 15 которых являются первыми координатнымивходами коммутатора. Вторые коорди,натные шины 8 соединены с выходамисоответствующих вторых ключевых элементов 16, входы 17 которых являются вторыми координатыми входами коммутатора. Третьи координатные шины10 соединены с шиной 12 питания через соответствующие третьи ключевыеэлементы, выполненные на транзисторах8, включенных по схеме с общим коллектором. Базы транзисторов 18 могут ЗО служить в качестве третьих координатных входов коммутатора, что обеспечивает выключение ячеек матрицы"по столбцам".В схеме (фиг, 1) данные транзисторы управляются совместно, для чегобазы транзисторов 18 через, резистор19 соединены с шиной 12 питания и свыходом дополнительного ключевогоэлемента 20, вход 21 которого является входом выключения ячеек коммутатора. Между базами транзисторов 418 и общей шиной ч может быть включен дополнительный пороговый элемент22, фиксирующий напряжение на базах данных транзисторов на соответствующем уровне.Второй возможный вариант выполнения ячеек коммутатора(фиг. 2), отличается от показанногона фиг.1 наличием дополнительноготранзистора 23, коллектор и базакоторого соединены с первым катодом тиристора 2, а эмиттер - с общейшиной ч.При таком включении транзисторы 3 и 23 образуют источник стабильтаточного для включения тиристоров 2, расположенных в невыбранных столбцах матрицы. Для получения такой последовательности напряжений на шинах 7 и 8 при условии совпадения сигналов на входах 15 и 17 необходимо, цтобы время выключения транзистора ключевых элементов 16 превышало время выключения транзистора ключевых элементов 14, цто может быть достигнуто соответствующим подбором конфигурации транзисторов и величины резисторов.Таким образом, данное устройство проще по своей реализации, поскольку для его работы не требуется налицие источника смещения противоположной полярности, и более технологично. го формула изобретения 1. Иатрицный коммутатор, содержащий в каждой ячейке тиристор, имеющий первый и второй катоды, резистор, который включен последовательно с тиристором, и диод, первый вывод которого соединен с управляющим электродом тиристора, а также первые, вторые. и третьи координатные шины, шину питания и общую шину, первые, вторые и третьи ключевые элементы, входы которых являются первыми, вторыми и третьими координатными входами коммутатора, и резисторы, причем первые координатные шины соединены с вторыми выводами диодов, вторые координатные шины соединень 1 с вторыми катодами тиристоров, а третьи коорди. натные шины через третьи ключевые элементы соединены с шиной питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью упрощения, в каждую ячейку дополнительно введен первый транзистор, база которого соединена с первым катодом тиристора, эмиттер соединен с общей шиной, а коллектор является выходом ячейки, первые координатные шины соединены с выходами первых ключевых элементов и через резисторы соединены с шиной питания, вторые координатные шины соединены с выходами вторых ключевых элементов, а третьи координатные шины церез резисторы соединень 1 с анодами тиристоров.2. Коммутатор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, в.каждую 5 ,902256 6ного тока с диодным смещениемчто обеспечивает получение фиксированного тока в нагрузках.Пороговый элемент 13 содержитдиод 24, аналогицный по своей технологии диодам 6, и диоды 25, 26,выполненные на основе коллекторныхпереходов транзисторов, Подобноевыполнение пороговых элементов 13обеспецивает максимальное напряжениена шинах 7. Матричный коммутаторработает следующим образом.Допустим, что в исходном состоянии тиристоры 2 всех ячеек коммутатора находятся в выключенном состоянии на координатных входах 15 и 17 ивходе 21 выключения сигналы низкого уровня (менее 0,4 В) . Для включения ячеек 1 = 1 первого столбца матрицы на соответствующий (первый)вход 17 и соответствующие входы 15подаются сигналы высокого уровня(нЬ менее 2,4 8). В результате этого на первой шине 8 устанавливаетсянизкий потенциал (около 0,38), ана выбранных шинах 7 - потенциалпорогового элемента 13, при этомв схеме имеет место такое соотношение напряжений, благодаря которомучерез управляющие р-и переходыэор-база - второй катод тиристоров 2выбранных яцеек нацинает протекатьток, который вызывает их включение.После оконцания сигналов высокогоуровня на входах 15 и 17 анодный35ток включенных тиристоров 2 перераспределяется в первые катоды тиристоров 2, соединенные с базами транзисторов 3 Транзисторы 3 включаются и на соответствующих выходах 5-1выбранных ячеек 1=1 устанавливаетсянизкий потенциал,аналогичным образом могут бытьвклюцены ячейки, расположенные вдругих столбцах матрицы,Для выключения ячеек на вход 21подается сигнал высокого уровня.При этом на базах транзисторов 18устанавливается напряжение около0,3 В, транзисторы 18 выключаются иобрывают анодный ток вклюценных ти 50ристоров 2, что вызывает их выключение,В отсутствие пороговых элементов 13 для работы коммутатора требуются соответствующие временныесоотношения напряжений на координатных шинах 7 и 8 когда напряжениена шинах 7 не достигает уровня, дос902256 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1., Патент США У 3,680.049,кл.340-166 опублик. 1972о 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке й 2803983, кл. Н 03 К 17/56,1979 (прототип). ячейку дополнительно введен второй транзистор, коллектор и база которого соединены с первым катодом тиристора,а эмиттер соединен с общей шиной.53. Коммутатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем,что дополнительно введены пороговые элементы, которые включены между первыми координатными шинами и общей шиной.Коммутатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что дополнительно введен ключевой элемент, выход которого соединен со входамитретьих ключевых элементов, а входявляется входом выключения коммутатора.Тираж Государс лам изоб осква, Ж венного ком етений и от 35,Раушская Подписита СССРтийб., д. 4/5