Коммутатор напряжений
09378
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАН
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависи»oe от авт, свидетельства 1х
М.Кл. Н 03k 17/66
Заявлено 19.V1.1972 (¹ 1797340/26-9) с присоединением заявки №вЂ”
Приоритет ——
Опубликовано 30.XI.1973, Бюллетень Х 48
Дата опубликования описания 2б.IX.74 (осударственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий
Ъ ДК 681.3.055 (088.8) Автор изобретения
Ю. М. Васильев
Заявитель
КОММУТАТОР НА П РЯ)КЕ Н И й
Изобретение относится к области электронной техники il может использоваться для коммутации постоянных и знакоперемепных напряжений в измерительных, телеметрических и других устройствах.
Известно у стройство, содержащее операционные усилители в режиме масштабирования, работающие на общую нагрузку. Но это устройство усредняет выходной сигнал по нескол кпм входным, а пс разделяет.
Целью изобретения является увеличение точности коммутации при совмещении с масштабированием «l упрощение схемы.
Для этого в каждом ключевом элементе предлагаемого коммутатореl напряже 1»й Выход операционного усилителя соединен с выходным диодом и эмиттером транзистора, второй вывод диода является «ыходом ключевого элемента и подключен к резистору обратной связи, база транзистора соединена с исто IIIHI oiif смещения, коллектор транзистора— с суммирующей точкой операционного усилителя и с входным диодом, второй вывод которого соединен с резистором, при этом свободный вывод резистора является входом управления ключевого элемента. Для защиты перехода эмиттср — — база транзистора от пробоя между эмиттсром и в11ходом усилителя включен диод.
И;. чертеже приведена схема редлагаемого колгл|утатора.
Ключевой элсмент (КЭ) 1 содержит операционный j силитель (ОУ) 2, вход которого соединен с диодом 8, а выход — с диодом 4 и эмиттером транзистора 5, база транзистора э подключена к источнику смещения, кочлектор транзистора 5 соединен с диодом 8 и с резистором б. Свободный вывод резистора 7 являстся входом управления КЭ. Резистор 8 обратной связи соединен с вторым выводом диода 4, и точка соединения является выходол1 КЭ.
Диод 9 защшцает эмиттерный переход транзистора 5 от пробоя.
1;> Схема работает следующим образом.
Если КЭ находится во вкл1очснном состоянии, то на входе управления устанавливается напряжение, равное нулю нли ниже. Поскольку на входе ОУ напряжение примерно
20 равно ул1о, то диод 8 заперт, и цепи упра".ления пе оказывают влияния на работу КЭ.
Усилитель 2 работает в линейном режиме, и коэффициент передачи его определяется рсзпсторалги 8 Il 6. Условием нормальной работы
25 КЭ в этом режиме является обратное смещение на эмпттерном переходе транзистора 5 и д;1оде 9. В противном случае возникают искажения. Выходной нагрузкой КЭ является параллельное соединение нагрузочного резистозо ра 10 .l резисторов 8 всех невыбрапных КЭ, 409378
Точность передачи сигнала в этом случае рассчитывается обычным способом.
При включении КЭ через резистор 7 подается положительное управляющее напряжение, при этом должно выполняться условие: ток, поступающий к точке суммирования ОУ2 через резистор 7, по абсолютной величине должен быть всегда больше суммы модулей токов, поступающих через резисторы 8 и б.
Это условие практически всегда выполняется.
Напряжение на выходе ОУ смещается в отрицательную область и становится меньше напряжения на базе транзистора 5, транзистор 5 отпирается, и ОУ 2 продолжает работать в режиме, близком к линейному, но напряжение на его выходе смещается в отрицательную область, транзистор 5 отпирается. Масштаб сигналов выбирается таким образом, чтобы напряжение на выходе усилителя закрытого КЭ в любой момент времени было меньше напряжения на выходе коммутатора, т. е. обеспечивалось обратное смещение диода 4. о5
Определим величину помехи, проходящеи с входа невыбранного КЭ на выход лсоммутатора, при следующих условиях: система линейна для сигнала, т. е. применим принцип суперпозиции, и коэффициенты передачи каждого КЭ равны единице.
Коэффициент передачи усилителя закрытого КЭ определяется соотношением
Гвх о б
Кпз =— с вх где Яв — сопротивление резистора б; г".ол — входное сопротивление усилителя с о 6 щей б а зой н а тр а из и сто ре 5.
Напряжение на входе усилителя имеет величину
35 ля у яхвх яу
45 с:иггде Г:.- — па и р яжес1ие ком мути р у емого нала;
Кт — коэффициент усиления усилителя 2 при разомкнутой цепи обратной связи.
Напряжение Увх.Y через резистор 8 поступа50 ет на выход коммутатора в виде помехи у с,, яв т,„,, r„„,.Kq
„,„.„=U„.. „, =U.„
= - ...тт..,.кз R..:R., К„ = вх К и где r.. КЭ вЂ” выходное сопротивление включенного КЭ;
Р" — сопротивление резистора 8, при IBM веляяяяв К.= — —" является
Гвх î o вых КЭ Свт ЛосКу коэффициентом передачи сигнала невыбранного канала на выход коммутатора, Сигнал с выключенного КЭ на выход коммутатора может проходить та кже через диод 4. Величина помехи в данном случае вх о.б Гвьг;-КЭ
I, где r — сопротивление запертого диода 4;
II
К вЂ” коэффициент передачи сигнала на выход коммутатора через закрытый КЭ по цепи ОУ 2 — диод 4.
Суммарный коэффициент передачи сигнала через закрытый КЭ на выход коммутатора
Кп = Кп + К и.
Предмет изобретения
1. Коммутатор напряжений, содержащий ключевые элементы, каждый из которых выполнен на операционном усилителе, работающем в режиме масштабирования, входном и выходном диодах, транзисторе и резисторе, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности при совмещении с функцией масштабирования, в каждом ключевом элементе выход операционного усилителя соединен с выходным диодом и эмиттером транзистора, а второй вывод выходного диода соединен с резисторовм обратной связи и является выходом ключевого элемента, база транзистора соединена с источником смещения, коллектор транзистора соединен с суммирующей точкой операционного усилителя и с входным диодом, второй вывод которого соединен с резистором, при этом свободный вывод резистора является входом управления ключевого элемента.
2. Коммутатор напряжений по п. 1, отличаюиргйся тем, что, с целью защиты перехода эямиттер — база транзистора от пробоя, между эмиттером и выходом операционного усилителя включен диод.
409378, Зход упса
I 43 и
Корректор Н. Аук
Регактор Е. Караулова
Изд. № 1111 Тираж 768 Подписное
ЦНИИПИ:Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открыпш
Москва, )К-З5, Раушская иаб., д. 4/5
Заказ 1806
Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли
Йодсыгл
+tuu
Составитель Н. Дубровская
Техред 3. Тараненко
