Транзисторный оптоэлектронный коммутатор

 

О П И (: А Н И Е пп 448597

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски«

Социал«иичеокик

Ресоублнк (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 05.07.73 (21) 1942029, 26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.10.74. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 16.07.75 (51) М. Кл. H 03k 17. 56

Гоццьоротееееощ «озо«тот

Саеато И««иотааа КСР ао илви аоооре.тетей (53) УДК 681.3.055 (088.8) «ет«рыти« (72) Авторы изобретения

C. В. Солецкий и Б. H. Куликов (71) Заявитель (54) ТРАНЗ14СТОРНЫЙ О11ТОЭЛЕКТРОЯНЫЙ 1(OMÌÓTATOÐ

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для коммутации сигналов, поступающих от датчиков в виде напряжений.

Известны диодные и транзисторные пассивные коммутационные ключи с накопительными конденсаторами, обеспечивающие полную гальваническую развязку между коммутируемыми и коммутационными цепями.

При конструировании многоканальных коммутаторов на базе таких ключей в каждый канал устанавливается накопительный конденсатор тем большей емкости, чем ниже требуемая частота переключепия коммутатора, что значительно увеличивает его габариты и ухудшает технологичность при микроэлектронном исполнении.

Цель изобретения — уменьшение габаритов коммутатора и улучшение технологичности.

Это достигается тем, что в предлагаемом коммутаторе выходы всех коммутирующих элементов объединены, соединены с обкладками первого накопительного конденсатора и через соответствующие коммутационный диод и согласующий усилитель соединены с формирователем; выходные цепи оптоэлектронных пар объединены, соединены с обкладкой второго накопительного конденсатора и через коммутационный диод и согласующий усилитель также соединены с формирователем, а другие оокладки накопительных конденсаторов соединены между собой, с базами всех входных транзисторных ключей и с общей шиной через третий коммутационный диод.

5 На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого многоканального транзисторного оптоэлектронного коммутатора (на чертеже изображены два канала, остальные каналы коммутатора индентичны).

10 Коммутатор состоит из и диодных ограничителей 1 по минимуму, и входных транзисторных ключей 2, и транзисторных коммутирую.цих элементов 3, управляемых оптронными парами 4 с усилителями 5, переключателя

15 6, управляющего входами оптронных пар через элементы Шеффера 7, формирователя 8, согласующих усилителей 9, 10 и 11, накопительных конденсаторов 12, 13 и коммутационных диодов 14, 15 и 16.

20 Коммутатор работает следующим образом.

Напряжения датчиков через входные ключи

2 последовательно подаются на выход коммутатора, в его общую точку.

Входные ключи управляются импульсами

U<„, U„, переключателя 6 через коммутирующие элементы 3, оптронные пары 4 с усилителями 5 и элементы Шеффера 7.

В переходном режиме непосредственно в момент переключения напряжений датчиков

30 формирователь 8, запускаемый импульсами

448597 синхронизации, выраоатывает установочные ,импульсы, которые через согласующие инверсные усилители 9 и 10 и коммутационные диоды 14, 15 и 16 заряжают накопительные конденсаторы 12 и 13.

Одновременно отрицательный импульс, формируемый усилителем 11 через элементы

Шеффера 7, отключает все входные ключи с целью обеспечения гальванической развязки коммутируемых цепей в момент заряда конденсаторов 12 и 13. В рабочем режиме накопительные конденсаторы 12 и 13 отключаются от источников заряда, а на все элементы

Шеффера 7 с усилителя 11 поступает положительный потенциал. При совпадении с импульсами коммутации У„открывается один из элементов Шеффера, например первого канала, через светодиод оптронной пары 4 проходит ток, светодиод светится, уменьшая сопротивление фотодиода, что приводит к увеличению тока на входе усилителя 5 и отпиранию элемента 3. В результате цепь разряда конденсатора 12 через блок-коллекторные переходы ключа 2, элемент 3 и ограничительный резистор замыкается, и входной ключ 2 открывается, пропуская сигнал датчика на выход, После прекращения действия импульса У„ключ 2 закрывается, отключая канал, и снова начинается заряд накопительных конденсаторов 12 и 13.

Для последующих каналов процесс коммутации протекает аналогично. Накопительный конденсатор 13 обеспечивает питанием усилители 5 и фотодиодную цепь оптронных пар

4, гальванически связанных с входными ключами 2. Для согласования работы усилителей

5 и коммутирующих элементов 3 потенциал

его отрицательной обкладки должен выбираться оолее отрицательным относительно потенциала одноименной обкладки конденсатора 12. Ограничители 1 на входах каждого канала необходимы для,исключения попадания на вход ключей 2 отрицательных потенциалов, что приводит к отпиранию базо-эмиттерных переходов входных ключей 2 и нарушению работы коммутатора. Если меры по защите от отрицательных потенциалов предусмотрены в датчиковой аппаратуре, необходимость в таких ограничителях отпадает.

Таким образом, применение оптронов обеспечивает последовательное подключение накопительных конденсаторов к входным ключам со связанной с ними управляющей схемой

10 при полной развязке коммутируемых и коммутационных цепей, что позволяет сократить число накопительных конденсаторов с п до двух; это улучшает его габаритно-весовые характеристики и упрощает конструкцию.

15 Диапазон напряжений, передаваемых конденсатором, 0 — б в.

Предмет изобретения

Транзисторный оптоэлектронный коммута20 тор, содержащий входные транзисторные ключи по числу каналов, управляемые коммутирующими элементами через оптоэлектронные пары, переключатель, управляющий оптоэлектронными парами через элементы Шеф25 фера, формирователь, согласующие усилители, коммутационные диоды и два накопительны конденсатора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов коммутатора и улучшения технологичности в микро30 электронном исполнении, выходы всех коммутирующих элементов объединены, соединены с обкладкой первого накопительного конденсатора и через соответствующие коммутационный диод и согласующий усилитель соеди35 иены с формирователем, выходные цепи оптоэлектронных пар объединены, соединены с обкладкой второго накопительного конденсатора и через коммутационный диод и согласующий усилитель также соединены с формиро40 вателем, а другие обкладки накопительных конденсаторов соединены между собой, с базами всех входных транзисторных ключей и с общей шиной через третий коммутационный диод.

448597

Составитель С. Поликарпов

Редактор Е. Караулова Техред М. Семенов Корректор В, Брыксииа

Заказ 1668/11 Изд. № 1422 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская нао., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2