Многоканальное коммутирующееустройство

 

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ил

Социалистическик

Республик 799138 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 23.03.79 (21) 2740485/18-21 (Gl)M. Кл.

Н 03 К 17/56

Н 03 К 17/16 с присоединением заявки РЙ—

Пвудврвтееииый комитет

СССР вв делен извбрвтеиий и открытий (23) Приоритет (53 ) УД К 621. .37 4(088.8) Опубликовано 23.01.81. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 30.01.81 (72) Авторы изобретения B. A. Горохов, С. М. Берглеэов, В. С..Рыбаков и А. П. Шевьев

Московский ордена Трудового Красного Знамени электротехнический институт связи (7I) Заявитель (541 МНОГОКАНАЛЬНОЕ КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙ

Предлагаемое изобретение относитсй к автоматике и вычислительной технике. и может быть использовано и системах,,требующих поочередного подключения нагрузок.

Известны многоканальные коммутирующие устройства, содержащие тиристоры, аноды которых соединены с шиной питания, а катоды нечетных тиристоров соединены соответственно с первой и второй тактовой шинами через последовательно включенные резисторы и диоды, точка соединения которых соединена с управляющим электродом следующего по направлению переключения тиристора (1$

Более высокими техническими харак15 теристиками обладают многоканальные коммутирующие устройства, содержащие тиристоры, аноды которых через общий резистор соединены с шиной питания, а катоды соединены с .базами выходных транзисторов, первые эмиттеры транзйсторов, включенных в катодные цепи нечетных тиристоров, соединены с неин2 версным выходом устройства управления, первые эмиттеры транзисторов, включенных в катодные цепи четных тиристоров, соединены с инверсным выходом устройства управления, а вторые эмиттеры транзисторов соединены с управляющими электродами следующих по направлению переключения тиристоров f2).

Данные устройства являются наиболее близкими по своей технической сущности к предлагаемому устройству, содержат всего один резистор, ограничивающий ток в тиристорах, причем напряжение на анодах тиристоров при работе схемы не превышает 2Â, что значительно меньше стандартного напряжения питания ТТЛ ИС.

Однако, данным устройствам присущ недостаток, заключающийся в том, что остаточное напряжение на выходах устройства оказывается сравнительно большим, поскольку оно складывается иэ падения напряжения на включенном ключевом элементе (транзисторе или тиристоре) и уровне

0 на тактовой шине ..или выходе управ79913

3 ляющего устройства. Ь частности, в устройстве 2 остаточное напряжение на выходах схемы составляет около 0,6 В, если на выходах устройства управления стоят транзисторы, включенные по схеме с общим эмиттером.

Указанный недостаток ограничивает в некоторой . степени применение известных устройств или заставляет использовать дополнительные средства для его 1п устранения.

Цель изобретения — уменьшение остаточного напряжения на выходах.

Указанная цель достигается тем, что в многоканальное коммутирующее устройство, содержащее тиристоры, аноды которых через общий резистор соединены с шиной питания, выходные транзисторы, которые включены в катодные цепи нечетных тиристоров, и устройство управления, дополнительно введены диоды, аноды которых соединены с катодами нечетных тиристоров, катоды соединены с базами выходных транзисторов, эмиттеры выходных транзисторов соединены с общей шиной, катоды нечетных тиристоров соединены с управляющими электродами следующих по направлению переключения четных тиристоров, первые катоды четных тиристоров соединены с выходом устройства управления, вторые катоды соединены с управляющими электродами следующих по направлению переключения нечетных тиристоров, а устройство управления содержит на выходе транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной.

Кроме того, многоканальное коммутиру- ющее устройство может быть модифицировано дополнительным введением транзисторов, эмиттеры которых соединены с общей шиной, а базы-соединены с базами и коллекторами соответствующих выходных транзисторов; дополнительным введением резисторов, которые включены между эмиттерами выходных транзисторов и об- 4$ щей шиной, и диодной цепочки из трех последовательно включенных диодов,.анод первого диода соединен со вторыми катодами нечетных тиристоров, а катод третьего диода соединен с общей шиной, до-, 50 полнительным введением устройства стробирования выходного тока, содержащего первый транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной, коллектор соединен с точкой соединения первого и. вто- у рого диодов диодной .цепочки, база через первый резистор соединена с общей шиной и через диод соединена с коллектором второго транзистора, база которо8 4 го через второй резистор соединена с шиной питания, а эмиттер соединен с шиной стробирования.

На фиг. 1 изображен основной вариант предлагаемого устройства; на фиг. 2 и

3 — его модификации.

Многоканальное коммутирующее устройство (см. фиг. 1) содержит тиристоры 1 — 1 — 1 — 2п, аноды .которых через общий резистор 2 соединен с шиной 3 питания, выходные транзисторы

4-1 - 4-п, которые включены в катодные цепи нечетных тиристоров 1-1 — 1-2п-1, и усгройство 5 управления, допол-. нительные диоды 6-1 — 6-п, аноды которых соединены с катодами нечетных

1-1 — 1-2п-1 тиристоров, катоды соеди иены с базами выходных транзисторов

4-1 — 4-п, эмиттеры выходных транзисторов 4-1 — 4-и соединены с общей шиной

7, катоды нечетных тиристоров 1-1 — 2п-1 соединены с управляющими электродами следующих по направлению переключения четных тиристоров 1-2 — 1-2п-1, первые катоды четных тиристоров 1-2... ...1-2п соединены с выходом устройства

5 управления, вторые катоды соединены с управляющими электродами следующих по направлению переключения нечетных тиристоров 1-1 — 1-2п-1, а устройство управления содержит на выходе транзистор 8, эмиттер которого соединен с общей шиной 7, а база через резистор 9 соединена с общей шиной 7 и через диод

10 соединена с коллектором транзистора

11, база .которого через резистор 12 соединена с шиной 3 питания, а эмиттер— с выходной шиной 13. Управляющий электрод первого нечетного тиристора 1-1 соединен с цепью 14запуска, которая может быть выполнена, например, в виде двух последовательно включенных диодов

15 и 16. Выходные шины устройства

17- 1 — 17-и соединены с коллекторами выходных транзисторов 4-1 — 4-и соответственно.

Работа устройства заключается в следующем.

В . исходном состоянии включен тиристор 1-1 благодаря цепи 14 запуска .

Анодный ток тиристора 1-1 проходит через диод 6-1 и базо-эмиттерный переход транзистора 4-1, в результате чего выходная шина 17-1 оказывается подключенной к общей шине 7. При этом остаточное напряжение на выходной шине 17-1 составляет только около 0,3 В. При поступлении первого импульса на входную шину 13 выходной транзистор 8 устройства 5 управления включается и входит женного на фиг. 1.

На фиг. 3 изображен второй модифицированный вариант предлагаемого многоканального коммутирующего устройства, Данный вариант устройства содержит до Ь полнительные резисторы 19-1 — 19-п, включенные между эмиттерами выходных транзисторов 4-1 - 4-п и обшей шиной 7, цепочку диодов 20....22, включенную между вторыми катодами нечетных ти- ..

1$ ристоров 1-1 — 1-2п-1 и общей шиной

7, и устройство 23 стробирования выходного тока, выход которого соединен с точкой соединения диодов 20 и 21, а вход — с шиной 24 стробирования. Устройство 23 стробирования выходного тока содержит первый транзистор 25, эмиттер которого соединен с обшей шиной 7, база через резистор 26 — с общей шиной 7 и через диод 27 соединена с коллектором второго транзистора 28, база которого через резистор 29 соединена с шиной 24 стробирования. Транзисторы

4-1 — 4 — и, диоды 6-1 — 6-п и цепочка диодов 20....22 образуют токоотводы с резисторным смещением, которые обе эЬ спечивают постоянные токи в выходных шинах 17-1 — 17-и. При поступлении им- пульса на шину 24 стробирования транзистор 25 включается и шунтирует диоды

21 и 22, в результате чего анодный ток включенного тиристора 1- (перераспределяется в цепь его второго катода, и связанный с его первым катодом транзистор 4- ) закрывается. Таким образом, во время присутствия сигнала высокого уровня на шине 24 стробирования, выходной ток отсутствует.

В остальном работа устройства, показанного на фиг. 3, аналогична работе устройства, изображенного на фиг. 1.

Очевидно, что на выходах устройства могут быть установлены и другие токоот.воды с диодным или резисторным сме— щением.

5Ь

5 799 в насыщение, напряжение на его коллеВторе, а, следовательно, и на катоде тиристора 1-2 снижается до 0;3 B. После этого анодный ток тиристора 1-1 пере-:

I распределяется в цепь управляющего электрода тиристора 1-2, поскольку падение напряжения в цепи управляющий электрод — катод тиристора 1-2 и коллектор — эмиттер транзистора 8 (0,7 В+

+0,3 В = 1,0 В ) становится меньшим . падения напряжения в цепи диод 6-1, эмиттерный переход транзистора 4-1 (0,7 И+

+0,7 В=1,4 В). Прохождение тока через управляющий электрод тиристора 1-2 вызывает его включение. После включения тиристора 1-2 происходит выключение тиристора 1-1, а следовательно транзистора 4-1, поскольку тиристор l-l оказывается зашунтированным промежутком анод — управляющий электрод тиристора 1-2, падение напряжения. на котором (около 0,3 В) меньше падения напряжения на включенном тиристоре (около 1,0 В). После окончания входного импульса на шине 13 транзистора 8 включается, и анодный ток тиристора

1-2 перераспределяется в цепь управляющего электрода тиристора 1-3, в результате чего тиристор 1-3 и транзистор

4-1 включаются, а тиристор 1-2 выключается.. цепь 14 запуска при этом бездействует, поскольку напряжение на анодах тиристоров 1-1 — 1-2п не повышается до величины, необходимой для включения диодов 15 и 16, цепи 14 запуска. Таким образом, поступление импульса на входную шину 13 приводит к переключению устройства в следующее устойчивое состояние.

Далее работа устройства протекает аналогичным образом. Поступление ф -го импульса на входную шину 13 приводит к выключению тиристора 1-2п-1. По окончании И-ro входного импульсавыключается тиристор 1-2п, а тиристор 1-1

1 включается благодаря цепи 14 запуска.

Первый модифицированный вариант предлагае мого . многоканального коммутирующего устройства (см. фиг. 2) отличается от описанного выше варианта наличием дополнительных транзисторов

18-1 — 18-п, эмиттеры которых соединены с общей шиной 7, коллекторы — с выходными шинами 17-1 — 17-п, базы — с точкой соединения коллекторов, и баз транзисторов 4-1 — 4-п. В такой конфигурации транзисторы 4-1 — 4-п и 18-1 — 18-п, образуют схемы токосводов р диодным смещением, которые позволяют ,получить постоянный ток В нагрузках соединенных с выходными шинами 17-117-п, Работа устройства, показанного на фиг.2, аналогична работе устройства, изобраПри соответствующем выборе параметров токозадающих элементов токоотводов устройства, изображенные на фиг. 2 и 3 могут служить в качестве преобразователей "число импульсов — амплитуда тока".

Экспериментальные исследования (см протокол испытаний) показали устойчивую работу предлагаемого устройства.

99138 8 дены транзисторы, эмиттеры которых соединены с общей шиной, а базы — с базами и коллекторами соответствующих выходных транзисторов.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что дополнительно введены резисторы, которые включены между эмиттерами выходных транзисторов и общей шиной, и диодная цепочка @ из трех последовательно включенных диодов, анод первого диода соединен со вторыми катодами нечетных тиристоров, а катод третьего диода соединен с общей шиной.

4. Устройство по п п. 1 и 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что дополнительно введено устройство стробирования выходного тока, содержащее первый транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной, кол 0 лектор соединен с точкой соединения первого и второго диодов диодной цепочки, база через первый резистор соединена с общей шиной и через диод, соединена с коллектором второго транзистора, база которого через второй резистор соединена с шиной питания, а эмиттер соединен с шиной стробирования.

1. Многоканальное коммутирующее устройство, содержащее тиристоры, аноды .которых через общий резистор соединены с шиной питания, выходные транзисторы, которые включены в катодные цепи нечетных тиристоров, и устройство управления, о т л и ч а ю ш е— е с я . тем, что, с целью уменьшения остаточного напряжения на выходах, дополнительно введены диоды, аноды которых соединены с катодами нечетных тиристоров, катоды соединены с базами выходных транзисторов, эмиттеры выходных транзисторов соединены с общей: шиной, катоды нечетных тиристоров соединены с управляющими элекгродами следующих по направлению переключения четных тиристоров, первые катоды сне- ° динены с выходом устройства управления, вторые катоды соединены с управляющими электродами, следующих по направлению переключения нечетных тиристоров, а устройство управления содержит на выходе транзисторов, эмиттер которого соединен с общей шиной.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что дополнительно вве7 7

Остаточное напряжение на выходных шинах 17-1 — 17-и сост мяет приблизительно 0,3 В, в То время как в устройстве, взятом за прототип — oaono

1 В.

Фор мула изобретения

Источники информации, чл принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 373877, кл. Н ОЗ К 17/56, 1970..

2. Авторское свидетельство СССР № 577678, кл. Н ОЗ К 17/56, 197,5. (прототип).