Коммутатор высокочастотных сигналов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в диоприемных и антенных устройствах для коммутации входных сигналов. Цель изобретения - уменьшение времени переключения путем уменьшения импульсных помех на нагрузке в момент переключения каналов . В момент переключения в закрытое состояние синфазные составляющие помехи, возникающие в цепи управления, поступают одновременно через первичную и вторичную обмотки трансформатора 21 (23) на эквивалентное входное сопротивление генератора (нагрузки) и резисторы 19 (20), сопротивление которых выбирается равным эквивалентному сопротивлению генератора (нагрузки). За счет .одинаковых нагрузок на первых (вторых) выходах обмоток трансформатора 21(23) синфазные токи в обмотках компенсируются. 3 ил. ч Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 Н 03 К 17/74

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1651370 (21) 4791771/21 (22) 14,02.90 (46) 07.03.92. Бюл. N- 9 (71) Житомирский филиал Научно-исследовательского института комплексной автоматизации (72) А.Д. Виноградов и B.B. Волынец (53) 621.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР по заявке

М 4704933/24-21, кл. Н 03 К 17/74, 06.12.89.

Авторское свидетельство СССР

N 1651370, 1991. (54) КОММУТАТОР ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ

СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в pa1=1

„, Ы,, 1718377 А2 . диоприемных и антенных устройствах для коммутации входных сигналов, Цель изобретения — уменьшение времени переключения путем уменьшения импульсных помех на нагрузке в момент переключения каналов. В момент переключения ваакрытое состояние синфазные составляющие помехи, возникающие в цепи управления, поступают одновременно через первичную и вто -. ричную обмотки трансформатора 21 (23) на эквивалентное входное сопротивление генератора (нагрузки) и резисторы 19 (20), сопротивление которых выбирается равным эквивалентному сопротивлению генератора (нагрузки), За счет. одинаковых нагрузок на первых (вторых) выходах обмоток трансформатора 21(23) синфазные токи в обмотках компенсируются. 3 ил.

1718377

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в радиоприемных и антенных устройствах для коммутации входных сигналов и является усовершенствованием коммутатора по авт. св. N. 1651370.

Известен коммутатор высокочастотных сигналов, содержащий в каждом канале 11...1 — n шесть диодов, два конденсатора, три дросселя, четыре резистора, входной трансформатор, который выполнен на основе длинной линии, а также общий дроссель и выходной трансформатор, который выполнен на основе длинной линии, причем первый вывод первого резистора подключен к анодам первого и второго диодов и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен с катодом третьего диода и первым выводом второго резистора, второй вывод которого подключен к второму выводу первого резистора и через первый дроссель к шине питания, катод первого диода через второй дроссель соединен с анодом третьего диода и общей шиной, катоды вторых диодов всех каналов подключены к первому выводу общего дросселя, первый вывод третьего резистора соединен с анодами четвертого и пятого диодов и первым выводом второго конден- сатора, второй вывод которого пдключен к катоду шестого диода и первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора и через третий дроссель с шиной питания, катод первого диода через первичную обмотку входного трансформатора подключен к входной шине, катод четвертого диода через вторичную обмотку входного трансформатора соединен с общей шиной, анодом шестого диода и вторым выводом общего дросселя, первый вывод которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к выходной шине, катоды пятых диодов всех каналов соединены с первым выводом вторичной обмотки выходного трансформатора, второй вывод которой подключен к общей шине. Недостатком такого коммутатора высокочастотных сигналов является большое время переключения коммутатора из открытого {закрытого) состояния в закрытое (открытое), обусловленное наличием большого уровня импульсных помех, возникающих на нагрузке коммутатора в моменты переключения каналов, и, следовательно, большое время переходных процессов. Этот недостаток устройства возникает из-за наличия асимметрии нагрузки для синфазных составляющих тока импульсных помех, проте5

45 кающих через обмотки трансформаторов в моменты переключения каналов коммутатора.

Цель изобретения — уменьшение времени переключения коммутатора за счет уменьшения импульсных помех на нагрузке в момент переключения каналов.

Указанная цель достигается тем, что в коммутатор высокочастотных сигналов, содержащий в каждом канале шесть диодов, два конденсатора, три дросселя, четыре резистора. входной трансформатор, который выполнен на основе длинной линии, а также общий дроссель и выходной трансформатор, который выполнен на основе длинной линии, причем первый вывод первого резистора подключен к анодам первого и второго диодов и к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого соединен с катодом третьего диода и первым выводом второго резистора, второй вывод которого подключен к второму выводу первого резистора и через первый дроссель к шине питания, катод первого диода через второй дроссель соединен с анодом третьего диода и общей шиной, катоды вторых диодов всех каналов подключены к первому выводу общего дросселя, первый вывод третьего резистора соединен с анодами четвертого и пятого диодов и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого подключен к катоду шестого диода и первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора и через третий дроссель с шиной питания, катод первого диода через первичную обмотку входного трансформатора. подключен к входной шине, катод четвертого диода подключен к второму выводу вторичной обмотки входного трансформатора, анод шестого диода соединен с общей шиной и вторым выводом общего дросселя, первый вывод которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к выходной шине, катоды пятых диодов всех каналов соединены с первым выводом вторичной обмотки выходного трансформатора, введены дополнительно два диода и два резистора, вторые выводы которых соединены с общей шиной, а первые выводы дополнительных первых диода и резистора подключены к первому выводу вторичной обмотки входного трансформатора, а первые выводы дополнительных вторых диода и резистора подключены к второму выводу вторичной обмотки выходного трансформатора.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими .решениями в области радиотехники показывает, что диоды и ре1718377 зисторы при их введении в указанные связи с остальными элементами схемы повышают симметрию схемы каналов коммутатора для . синфазных составляющих токов импульсных помех в обмотках трансформатора, что приводит к подавлению импульсных помех в моменты переключения коммутатора из открытого (закрытого) состояния в закрытое (открытое).

На фиг. 1 представлена электрическая принципиальная. схема коммутатора высокочастотных сигналов; на фиг, 2 — осциллограмма переходных процессов коммутатора высокочастотных сигналов по схеме известного коммутатора; на фиг. 3 — осциллограмма переходных процессов коммутатора высокочастотных сигналов по схеме предлагаемого коммутатора.

Коммутатор высокочастотных сигналов .

15 (фиг. 1) содержит.в каждом канале 1 — 1 ... 1 — n восемь диодов 2-9, два конденсатора 10 и

11, три дросселя 12-14, шесть резисторов

15 — 20, входной трансформатор 21, который выполнен на основе длинной линии, а также общий дроссель 22 и выходной трансформатор 23, который выполнен на основе длинной линии, причем первый вывод первого резистора подключен к анодам первого 2 и второго 3 диодов и к первому выводу первого конденсатора 10, второй вывод которого соединен с катодом третьего диода 4 и первым выводом второго резистора 16, второй вывод которого подключен к второму выводу первого резистора 15 и через первый дроссель 12 к шине 24 — 1...24 — и питания, катод первого диода 2 через второй дроссель 13 соединен с анодом третьего. диода 4 и общей шиной 25, катоды вторых диодов 3 всех каналов 1-1...1-п подключены к первому выводу общего дросселя 22, первый вывод третьего резистора 17 соединен с анодами четвертого 5 и пятого 6 диодов и первым выводом второго конденсатора 11, второй вывод которого подключен к катоду шестого диода 7 и первому выводу четвертого резистора 18, второй вывод которого соединен с вторым выводом третьего резистора 17 и через третий дроссель 14 с шиной 24-1„,24-. и питания, катод первого диода 2 через первичную обмотку входного трансформатора

21 подключен к входной шине 26 — 1...26-п, катод четвертого диода 5 через вторичную обмотку входного трансформатора 21 соединен с первыми выводами дополнительных первых диода 8 и резистора 19, вторые выводы которых соединены с общей шиной

25, анодом шестого диода 7 и вторым выводом общего дросселя 22, первый вывод которого через первичную обмотку выходного трансформатора 23 подключен к выходной

50 шине 27, катоды пятых диодов 6 всех каналов 1 — 1„.1 — n через вторичную обмотку выходного трансформатора 23 соединены с первыми выводами дополнительных вторых диода 9 и резистора 20, вторые выводы которых соединены с общей шиной 25.

Коммутатор высокочастотных сигналов работает следующим образом.

В момент переключения коммутатора.в закрытое состояние синфазные составляющие помехи, возникающие в цепи управления, поступают одновременно через первичную и вторичную обмотки входного (выходного) трансформатора 21 (23) на эквивалентное входное сопротивление генератора (нагрузки) и дополнительные резисторы 19 (20), сопротивление которых выбирается равным эквивалентному входному сопротивлению генератора (нагрузки).

За счет одинаковых нагрузок на первых (вторых) выходах обмоток входного (выходного) трансформатора 21 (23) синфазные токи s обмотках трансформатора компенсируются, что приводит к уменьшению уровня импульсных помех на нагрузке коммутатора и, следовательно, к уменьшению времени переключения, В закрытых каналах 1 — 1...:1 — n через диоды 4, 7 протекает постоянный ток, их дифференциальное сопротивление мало, а диоды 2, 3, 5, 6 и дополнительные диоды 8, 9 закрыты управляющим напряжением, и, следовательно, имеют малую проводимость. В это время первый вывод обмотки входного трансформатора 21 и второй вывод вторичной обмотки выходного трансформатора 23 соединяются с общей шиной 25 через соответствующие резисторы 19 и 20, которые способствуют дополнительному затуханию паразитных сигналов, проникающих с входной на выходную шины закрытого коммутатора.

В момент переключения коммутатора в открытое состояние из-эа переходных процессов за счет запасенной энергии в индуктивностях обмоток трансформаторов 21, 23 и дросселей 12 — 14 и 22 в цепях коммутатора присутствуют импульсные помехи, представляющие собой выбросы тока и напряжения, При этом дополнительные диоды 8, 9 периодически переходят из открытого в закрытое состояние. 8 момент закрытого состояния диодов 8, 9 за счет одинаковых нагрузок на первых (вторых) выводах обмоТоК входного (выходного) трансформатора

21 (23) синфазные токи в обмотках трансформатора компенсируются, что приводит к уменьшению импульсных помех на нагрузке коммутатора и, следовательно, к уменьшению времени переключения. В открытом

1718377 коммутаторе через диоды 2, 3, 5, 6, 8 и 9 протекает поостянный ток, замыкающийся через дроссели 13, 22, вторичные обмотки трансформаторов 21, 23. Диоды 8, 9 шунтируют резисторы 19 и 20 соответственно, соединяя первый вывод вторичной обмотки входного трансформатора 21 и второй вывод вторичной обмотки выходного трансформатора 23 с общей шиной 25. Входной сигнал в открытом канале 1-1...1-п через входную шину 26-1...26-п поступает на первичную обмотку входного трансформатора

21. За счет наличия электромагнитной индукции между обмотками с выводов обмоток входного трансформатора 21 составляющие колебаний входного сигнала: синфазная входному с вывода первичной обмотки и противофазная входному с выхода вторичной обмотки — через открытые диоды 2, 3 и 5, 6 подаются на выводы обмоток выходного трансформатора 23. На первичной обмотке выходного трансформатора 23 синфазная и противофазнаясоставляющие колебаний сигнала складываются, и выходной сигнал подается на выходную шину 27.

Таким образом, работа открытого коммуматора по схеме заявляемого изобретения эквивалентна работе открытого коммутатора по схеме известного коммутатора.

Коммутатор высокочастотных сигналов реализуется с применением современной элементной базы, причем в качестве диодов могут быть использованы полупроводниковые диоды КД 522 Б, и-i-и диоды КА 507А и др. Экспериментальные исслеаовэния заявляемого коммутатора высокочастотных сигналов с трансформаторами, выполненными на ферритовых кольцевых сердечниках марки M 400HH-4 и M 300ВНС-1 типоразмера К

20 х 12 х 6 показали, что по сравнению с известным коммутатором. Предлагаемый коммутатор обеспечиваетбольшее подавле5 ние импульсных помех на нагрузке в моменты переключений коммутатора, что иллюстрируется осциллограммами на фиг. 2 и З,где обозначено: Am — амплитуда сигнала, t — время. Сравнение осциллограмм пере10 ходных процессов коммутаторов предлагаемого (фиг. 3) и известного (фиг. 2) показывает, что время переключения коммутатора из открытого (закрытого) состояния в закрытое (открытое) тоз(газо) в

15 предложенном коммутаторе уменьшается не менее чем в 2 раза.

Таким образом, предложенный коммутатор высокочастотных сигналов позволяет повысить быстродействие радиоприемных

20 и антенных устройств, использующих коммутационные узлы, и. следовательно, улучшить качество функционирования радиосистем, 25 Формула изобретения

Коммутатор высокочастотных сигналов по авт. св. М 1651370, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени переключения коммутатора, в каждом канале

30 первый вывод вторичной обмотки входного трансформатора соединен с общей шиной через дополнительные первые диод и резистор, которые включены параллельно, второй вывод вторичной обмотки выходного 35 трансформатора соединен с общей шиной через дополнительные вторые диод и резистор, которые включены. параллельно, 1718377

Составитель А.Виноградов

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор B,Äàíêo

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 890 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5