Аналоговый переключатель

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах коммутации, модуляции и преобразования сигналов. Целью изобретения является расширение динамического диапазона изменения уровня входного сигнала, при котором обеспечивается линейность передаточной характеристики, и расширение функциональных возможностей переключателя. Для достижения поставленной цели в переключатель, содержащий первый дифференциальный усилитель 1, первый 3 и второй 4 резисторы, четыре ключа 10-13 и первый усилитель мощности 15, дополнительно введены второй операционный усилитель 2, пять резисторов 5-9 и второй усилитель мощности 16. За счет симметрирования выходных цепей, нагрузок и цепей обратных связей операционных усилителей в любом положении переключателя на выходе первого операционного усилителя всегда подключен один из двух усилителей мощности, имеющих равные нелинейности передаточных характеристик и охваченных общей обратной связью. При этом также осуществляется переключение аналогового сигнала между одной входной клеммой и двумя выходными, чем достигается расширение функциональных возможностей устройства. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

151> 4 Н 03 К 17/10, 17/00

f

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2)) 4322779/24-21 (22) 29.10.87 (46) 15.05.89. Вюл. й- 18 (72) В.В.Ромадин, С.С.Романов, И.M.Ìàòâååâ и М.В.Фролов (53) 621.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1298883, кл. Н 03 К 17/56, 09.10.85.

Авторское свидетельство СССР

N 1270889,,кл. Н 03 К 17/60, 10.06.85. (54) АНАЛОГОВЫЙ ПЕРЕКП10ЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах коммутации, модуляции и преобразования сигналов. Целью изобретения является расширение динамического диапазона изменения уровня входного сигнала, при котором обеспечивается линейность передаточной характеристики, и расширение функциональных возможностей переключателя.

„„SU„„1480111

Дпя,:достижения поставленной цели в переключатель, содержащий первый дифференциальный усилитель 1, первый 3 и второй 4 резисторы, четыре ключа

10-13 и первый усилитель мощности

15, дополнительно введены второй операционный усилитель 2, пять резисторов 5-9 и второй усилитель мощности

16. За счет симметрирования выходных цепей, нагрузок и цепей обратных связей операционных усилителей в любом положении переключателя на выходе первого операционного усилителя всегда подключен один иэ двух усилителей мощности, имеющих равные нелинейности передаточных характеристик и охваченных общей обратной связью. При этом также осуществляется переключение аналогового сигнала между одной входной клеммой и двумя выходными, чем достигается расширение функциональных возможностей устройства.

1 ил.

I 480 I 1 I

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах коммутации, модуляции и преобразования сигналов.

Пель изобретения — расширение динамического диапазона изменения уровня входного сигнала, при котором обеспечивается линейность передаточной характеристики, и расширение 10 функциональных возможностей переключателя путем введения второго операционного усилителя, второго усилителя мощности и пяти резисторов и эа счет симметрирования выходных цепей, 15 нагрузок и цепей обратных связей операционных усилителей, благодаря чему в любом из положений переключателя на выход первого операционного усилителя подключается один иэ двух усили- 20 телей мощности, которые имеют равные нелинейности вольт-амперных характеристик и охвачены общей обратной связью. При этом также осуществляется переключение аналогового сигнала 25 между одной входной клеммой и двумя выходными, чем достигается расширение функциональных возможностей Переключателя.

На чертеже приведена функциональ- 30 ная схема аналогового переключателя.

Аналоговый переключатель содержит два операционных усилителя 1 и 2, семь резисторов 3 — 9, четыре ключа 1013, управляющие входы которых подклю- 35 чены к управляющей клемме 14, и два усилителя 15 и 16 мощности, выходы которых соединены соответственно с первой и второй выходными клеммами

17 и 18 устройства. При этом входная 40 клемма 19 соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя 1, выход которого подключен к первому выводу первого резистора 3 и входам ,первого 10 и второго 11 ключей, Об- 45

;щая шина 20 соединена с неинвертирующим входом второго операционного усилителя 2, выход которого подключен к первому выводу второго резистора 4 и входам третьего 12 и четвертого 13 ключей, Вторые выводы резисторов 3 и

4 соединены между собой и с инвертируюшим входом операционного усилителя 2. Выход ключа 10 соединен с первыми выводами третьего и пятого резисторов 5 и 7 и входом первого усилителя 15 мощности, выход которого подключен к п рвому выводу шестого резне, ра .<. Выхогг ключа 11 соединен с первым и вторым выводами четвертого и третьего резисторов 6 и 5, а также с входом второго усилителя 16 мощности, выход которого подключен к первому выводу седьмого резистора 9.

Вторые выводы резисторов 8 и 9 соединены между собой и с инвертирующим входом операционного усилителя 1.

Выходы ключей 12 и 13 соединены с вторыми выводами резисторов 6 и 7.

Аналоговый переключатель работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на управляющей клемме 14 аналогового переключателя контакты первого 10 и третьего 12 ключей нормально замкнуты, а контакты второго 11 и четвертого 13 ключей нормально разомкнуты, что обеспечивает подключение к первой выходной клемме 17 через первый усилитель 15 мощности сигнала с выхода первого операционного усилителя 1 и подключение к второй выходной клемме 18 через второй усилитель 16 мощ— ности сигнала с точки соединения резисторов 5 и 6 делителя, включенного между выходами обоих операционных усилителей ° Операционный усилитель

1 с делителем из равных по величине резисторов 8 и 9 образует схему неинвертирующего усилителя с коэффициентом усиления, равным двум. При этом на входной клемме 19 устанавливается напряжение U >Ä, на выходе операционного усилителя 1 — 2U ц„+ llU к„, на выходной клемме 17 — 2Ub где

U 8„- входное напряжение, U кл — падение напряжения на ключе, Операционный усилитель 2 с операционным усилителем 1 и делителем иэ равных по величине резисторов 3 и 4 образует схему инвертирующего усилителя с тем же коэффициентом усиления, у которого в точке соединения резисторов устанавливается нулевой потенциал, а напряжение на выходе операционного усилителя 2 устанавливается равным 2U z> + и U кл со знаком, обратным входному сигналу, При идентичных параметрах ключей 10 и 12 в точке соединения равных по величине резисторов 5 и 6 устанавливается нулевой потенциал, который через усилитель

16 мошности поступает на вторую выходную клемму !8. В случае изменения, величины падения напряжения на ключах 10 и 17 или изменения уровня начзпгно о смешения усилителей 15 и 16! : 80111 . !О!!!!!ос ти iif i! . 1(;,! с !! с н1!е и пе с i аби!1изируюши::. Фак. ор !в <,!!аг!ример, температурл!) происходит изменение выходного сигнала операционногс усилителя I на величину, обеспечивающую сохранение прежнего уровня сигнала на первой выходной клемме 17. Это выполняется благодаря действию цепи обратной связи между инвертируюшим входом операционного усилителя 1 и средней точкой делителя из резисторов 8 и 9. Одновременно происХодит равное изменение выходного сигнала с операционного усилителя 2, сохраняющее нулевой уровень на второй выходной клемме 18 за счет действия цепи обратной связи между инвертирующим входом операционного усилителя 2 и средней точкой делителя из резисторов 3 и 4. При пос- 2g туплении сигнала на управляющую клемму 14 переключателя контакты ключей

10 и 12 размыкаются, а контакты ключей 11 и 13 замыкаются, что обеспечивает подключение к выходам операцион- 25 ных усилителей делителя иэ резисторов

5 и 7. Теперь в точке соединения равHbIY, резисторов 5 и 7 устанавливается нулевой потенциал, поступающий уже на

I первую выходную клемму 17. Сигнал Зр с выхода операционного усилителя 1, равный значению 2U „, через ключ 11 и усилитель 16 мощности поступает на вторую выходную клемму 18, т. е. произошло переключение удвоенного входного сигнала с первой выходной клеммы на вторую при сохранении уровня напряжения, равного входному сигналу, в точке соединения резисторов 8 и 9 и нулевого уровня в точке соединения резисторов 3 и 4. Постоянство уровней напряжения в симметричных цепях обратных связей обоих операционных усилителей, имеющих постоянную нагрузку на своих выходах, при идентичных параметрах ключей, усилителей мощности и равенстве внешних нагрузок на выходных клеммах переключателя обеспечивает равенство переходных процессов на выходах и повышенное

50 быстродействие переключателя. Ограничения динамического диапазона изменения входного сигнала, при котором обеспечивается линейность модуляционной характеристики, здесь не происхо55 дит, так как в любом из положений переключателя на выход первого операционногс усилителя включается один из двух усилителей мощности, имеющих равные нелинейности вольт-амперных

1 характеристик и охваченных общей обратной связью с точки соединения резисторов 8 и 9.

Таким образом, предлагаемый аналоговый переключатель по сравнению с прототипом эа счет симметричности схемы обладает расширенным динамическим диапазоном изменения входного сигнала, при котором обеспечивается линейность модуляционной характеристики, и благодаря приобретенному свойству переключения аналогового сигнала между одной входной клеммой и двумя выходными обладает более широкой областью применения.

Формул а изобретения

Аналоговый переключатель, содержащий первый операционный усилитель, первый и второй резисторы, четыре ключа, управляющие входы которых подключены к управляющей клемме, первый усилитель мощности, выход которого соединен с первой выходной клеммой устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона изменения уровня входного сигнала, при котором обеспечивается линейноcòü передаточной характеристики, и расширения функциональных возможностей, введены второй операционный усилитель, пять резисторов, второй усилитель мощности, причем входная клемма соединена с неинвертирующим входом первого операционного усилителя, выход которого подключен к первому выводу первого резистора и входам первого и второго ключей, контакты которых сооответственно нормально замкнуты и нормально разомкнуты, общая шина соединена с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого подключен к первому выводу второго резистора и входам третьего и четвертого ключей, контактл! которых соответственно нормально замкнуты и нормально разомкнуты, вторые выводы первого и второго резисторов соединены между собой и с инвертируюшим входом второго операционного усилителя, выход первого ключа соединен с первыми выводами третьего и пятого резисторов и входом первого усилителя мощности, выход которого подключен к первому выводу шестого резистора, 148011

Составитель В.Лементуев

Техред M. Ходанич Корректор Н. Гунько

Редактор А.Лежнина

Заказ 2557/55 Тираж 885 Подписи ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,!01

5 е выход второго ключа соединен с первым и вторым выводами соответственно четвертого и третьего резисторов, а также с входом второго усилителя мощ5 ности, выход которого подключен к второй выходной клемме и первому выводу седьмого резистора, вторые выводы шестого и седьмого резисторов соединены между собой и с инвертирующим входом первого операционного усилителя, выходы третьего и четвертого ключей соединены с вторыми выводами соответственно четвертого и пятого резисторов.