Многоканальный коммутатор

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для уменьшения га баритов и мдссы систем сбора и обработки информации путем уменьшения числа элементов, требуемых для обработки большого числа аналоговых сигналов . Цель изобретения - повышение точности многоканального коммута- . тора дрстигается за счет введения усилителя 9, второго 11 и третьего 10 резисторов и дополнительного МДП-транзистора 6 в каждый кш}ал. Коммутатор, кроме того, содержит в каждом канапе ключевой МДП-транзистор 1, входную шину 2, повторитель 3 напряжения, блоки 4 и 7 сдвига . напряжения, выходную шину 5« первый резистор 8 блок 12 управления, шины 13,14 и 15 питания.: Блоки 4, 7 и 12 могут быть выполнены по известным схемам. 2 ил. л -, S го 00 ;о 00 К1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (!1) (51)5 H 03 К 17/687

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Pjg j j ;;": i: .: 1в4 1+07þé ( .. ;: . . " (g 3 1 е г в г, й.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 07. 07. 91. Бюл. Р 25 (21) 3692743/21 (22) 13.01.84 (72) В.В.Шафйркин и В.Г.Бровченко (53) 621.382 (088.8) (56) Проектирование и применение

I I, операционных усилителей. Под ред.

Дж.Грэма, М,, Мир, 1974, с.354.

Редкокаша А.А.,Русс E.Ì. Статическая погрешность аналоговых ком" мутаторов на полевых транзисторах.

Измерительная техника, 1980, В 10, с.54-56. (54) ИНОГОКАНАПЬНЬЙ КОММУТАТОР (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для уменьшения га баритон и массы систем сбора и обработкн информации путем уменьшения числа элементов, требуемых для обработки большого числа аналоговых сигS налов. Цель изобретения - повышение точности многоканального коммутатора дрстигается эа счет введения усилителя 9, второго 1! и третьего

l0 резисторов и дополнительного

Щ1П-транзистора 6 в каждый канал.

Коммутатор, кроме того, содержит в каждом канале ключевой МДП-транзистор 1, входную шину 2, повторитель

3 напряжения, блоки 4 и 7 сдвига напряжения, выходную шину 5, первый

Резистор. 8 блок 12 управления, шины 13,14 и 15 питания.: Блоки 4, 7 и 12 могут быть выполнены по извесь " . ным схемам. 2 ил. . 1289371 часта многоканальные коммутаторы ис-. пользуются для,уменьшения физических размеров и массы систем сбора 5 и обработки иифармации эа счет уменьшения числа элементов, требуемых для обработки большого числа аналоговых сигналов.

Цель изобретения,- повышение точ: ности многоканального коммутатора.

На фиг.1 г.,;едставлена функциональная схема предлагаемого многоканальI ного коммутатора; на фиг.2 предсf5 тавлен адин иэ примеров конкретного выполнения ега принципиальной схемы.

Многоканальный коммутатор содержит в каждом канале ключевой ЩПтранзистор 1, через который входная шина 2 коммутатора соединена,с входам общего для всех каналов повторителя 3 напряжения, первый блок 4 сдвига напряжения, через который выход повторителя напряжения, являющийся выходной шиной 5 коммутатора, соединен с подложками ключевых I u дополнительных 6 1ЩП-транзисторов, второй блок 7 сдвига напряжения и первый резистор 8, через которые выходная шина 5 коммутатора соединена с входам повторителя 3 напряжения, усилитель 9, инвертирующий вход которого через дополнительные

ЩП-транзисторы 6 -оединен с вход" най шиной 2 коммутатора, а через третий резистор 10 — с выходом усилителя 9, второй реэистар 11, через который выход усилителя 9 соединен с входам повторителя 3 напряжения и неинвертирующим входом усилителя

9, блок 12 управления„ выходы которого саедииены с затворами ключевых и дапалнительпык ИДп-транзисторов, неабкадиы»е для работоспособности коммутатора шины 13, 14 и 15 питания, с катарь;ми соединены соатветствуюшие выводы повторителя напряжения, усилителя 9, блакав 4 и 7, сдвига напряжения и блока 12 управления.

Коммутатор работает следующим об- разам.

В соответствии с уровнями сигналов на затворах ключевых 1 и дополнительных б ИДП-транзисторов открыт ключевой МДП-транзистор 1 проводящего, например,m-го канала коммутатора. Ключевые ЩП-транзисторы 1 непроводящих каналов и дополнительные где I„- ток инвертирующего входа усилителя 9; R > -, сопротивление третьего резисторе 10, I„ a. — ток утечки дополнительного МДП-транзистора б х«го.канале (1 1,2,...,п).

Ток через второй резистор 11

40 . 11а +е . +

gg май (3)

2 где R — сопротивление второго ре-.

2 эистора 11- е - напряжение смеще"

45 ния усилителя 9; I - ток неинвертирующего входа усйлителя 9. Можно выбрать R R3 R.

Изабретепке относится к о ласти вычислительной техники, Наиболее

МДП-транзисторы 6 всех каналов заперты. Напряжение на входе повтори" теля 3 напряжения равно напряжению источника сигнала, подключенного к входу m-ro канала.с погрешностью смещения, определяемой падением напряжения на выходном сопротивлении К, этого источника сигнала и сопротивления г, открытого ключевого МДП"транзистора l m-го канала: (/ бо (g 4 ()f 1 +f «f 1 +

r " О.Н. ЧМ.О.m Я

r ф 2

1 )-1

Г ч.»

1=1

jism где и — число. каналов коммутатора;

I„„- входной ток повторителя 3 напряжения; I„, - ток утечки открытого ключевого ЙДП-транзистора 1 ш-канала"„Х„„„; - ток утечки запертого ключевого .МДП-транзистора 1 i-канала; . I я к Хд - компенсациоВиые токи, протекающие через первый

8 и второй ll резисторы; Е„ ток утечки запертого, дополнительного МДП-транзистора б со стороны входа m-го канала, Падение напряжения на третьем резисторе 10 и

Пя - Кз(Х„+Е:Х„э,), (2)

Ь 1г

С учетом уравнений (2) и (3) погрешность смещения и„+ц„ (К +r, ))I„„+ (4)

+ Х - Х - - --- - Х + Х

В Ч R чеа е.ье

I +Г (ir Х .. и, ч.а.. „„„,; ч.а.

I R . чн .д. „, r

I I !

3! 289371

U +U (R

ro.m

В1

42 ча. + K(t=1

1 фФъ1

Подбором величины сопротивлення

К первого резистора можно скомпенсировать погрешность смещения до пренебрежимо малой величины. При изменении уровней входных сигналов и тем- 5 пературы окружающей среды погрешность смещения

+ Г, ).С 427„

4, „„, - 1„

+ 4, „.„„, -42I

1 ответствующих токов, вызываемые изменением уровней входных сигналов, а 20 знаком . 42 — изменения соответствующих токов, вызываемое изменением температуры окружан1щей среды. В формуле (5) отсутствуют температурные измерения токов I„„, I„, I,, а также 25 напряжения смещения, которые при практической реализации коммутатора можно сделать пренебрежимо малыми.

При применении однотипных ключевых и дополнительных ИДП-транзисторов в . 3g интегральном. исполнении, у которых

+41 . + I м

В1.11 1 1 Ч1 Кл.1 42I, ц I g . .+ . - а.; +42I. .Ь.; погрешность смещения предлагаемого .ромм татора меньше аналогичной погрешности известных устройств.

Примером конкретного выполнения предлагаемого коммутатора является " 4О многоканальный (n 96) коммутатор (см.фиг.2), повторитель 3 напряжения и усилитель 9 которого выполнены на операционных усилителях s интегральном исполнении, например на мнк- 45 росхемах К544УД2А, ключевые 1 и дополнительные 6 МДП-транзисторы — на микросхемах К168КТ2Б. В качестве второго 11 и третьего 10 резисторов следует применить одинаковые резисторы (R, = R,. = 10 Ом). Блоки 4 и 7 сдвига напряжения могут быть выполнены по известным схемам. То же относится к блоку 12 управления.

Формула изо.бретения

Многоканальный коммутатор, содержащий в каждом канале ключевой лДПтранзистор, через который входная шина соединена с входом общего для всех каналов повторителя напряжения, выходы которого через первый блок сдвига напряжения н непосредственно соединены соответственно с подложками ключевьи 1ЩП- транэисторов и выходной шиной, второй блок сдвига напряжения, входы кото.рого соединены с соответствующими выходами повторителя напряжения, вы- . ход второго блока сдвига напряжения ." через первый резистор соединен с входом повторителя напряжения, блоМ. управления, выходы которого соединены с затворами ключевьм ЦЦП-транзисторов, отличающийся тем что, с целью повышения точности, в него введены усилитель, второй и третий резисторы и в каждый канал ,дополнительный ИДП-транзистор, ври чем неннвертнрующий вход усилителя соединен с входом повторителя напра" жения.н через второй резистор с вьг

Р ходом уснлнтеля, инвертирующий вхОд усилителя соединен через соответст» вующие дополнительные 1ЯП-транзис торы с соответствующими входньнчи ин - нами, а через третий резистор с sbcходом усилителя, подложки дополни тельных ИДП-транзисторов .соединены е выходом первого блока сдвига напря- . " жения, а затворы дополнительных ИДН- .. транзисторов соединены с соответствующим выходом блока управлення.

1289371

Фиг.2

Составитель Jl.Ñêoáåëåâà

Техред И.Попович

«Ь

Корректор М. Самборская

Редактор Т.Юрчикова

Тираж 472

ВНИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. .4 5

Заказ 3049

Подписное

Р ь э уш э д производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная 4