CS207202B1

CS207202B1 - Connection of the analogue demultiplexer

Info

Publication number: CS207202B1
Application number: CS22479A
Authority: CS
Inventors: Kamil Vrba
Original assignee: Kamil Vrba
Priority date: 1979-01-10
Filing date: 1979-01-10
Publication date: 1981-07-31

Description

(54) Zapojení analogového demultíplexeru(54) Analog demultiplexer connection

Vynález se týká zapojení analogového demultiplexeru určeného zejména pro přesné přepínání signálu v systémech s časovým rozdělením přenosových cest.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an analogue demultiplexer for the precise switching of signals in time-division systems.

V některých zařízeních, například v zařízeních, která jsou součástí měřicích ústředen, je třeba rychle a přesně přepínat elektrický signál, zpravidla analogový, do několika měřicích bodů. Toto přepínání se obecně může dít například automaticky podle programu nebo synchronně se změnami vnitřního stavu zařízení, jehož je demultiplexer součástí, případně může být přepínání řízeno dálkově z místa obsluhy zařízení.In some devices, for example in devices that are part of a control panel, it is necessary to quickly and accurately switch the electrical signal, usually analogue, to several measuring points. This switching can generally take place automatically, for example, according to a program or synchronously with changes in the internal state of the device of which the demultiplexer is a part, or the switching can be controlled remotely from the point of operation of the device.

V současné době je známa řada řešení demultiplexerů. Nejjednodušším řešením je mechanický demultiplexer, obsahující mechanický přepínač, pomocí kterého je.elektrický signál rozdělován do jednotlivých kanálů. Předností tohoto demultiplexeru je jeho poměrně velká přesnost, avšak na závadu je v mnoha aplikacích jeho omezená rychlost přepínám a v neposlední řadě rovněž jeho mechanická nespolehlivost. V některých aplikacích je na závadu rovněž jeho nevhodnost k dálkovému ovládání a k ovládání pomocí elektrického signálu vůbec.A number of demultiplexer solutions are currently known. The simplest solution is a mechanical demultiplexer containing a mechanical switch by means of which the electrical signal is divided into individual channels. The advantage of this demultiplexer is its relatively high accuracy, but the problem is that in many applications its limited speed overrides and, last but not least, its mechanical unreliability. In some applications, it is also unsuitable for remote control and electric control at all.

Dalším řešením je elektromechanický demultiplexer obsahující relé, pomocí nichž je elektrický signál přepínán do jednotlivých přenosových cest.Another solution is an electromechanical demultiplexer containing relays, by means of which the electrical signal is switched to individual transmission paths.

Nevýhodou tohoto demultíplexeru je, podobně jako demultíplexeru mechanického, jeho omezená rychlost přepínání a značná mechanická nespolehlivost.The disadvantage of this demultiplexer is, like the demultiplexer, its limited switching speed and considerable mechanical unreliability.

Z těchto důvodů se zejména pro rychlé přepínání používají demultiplexery elektronické, ve kterých jsou mechanické kontakty přepínačů případně relé nahrazeny bezkontaktními spínacími prvky, zpravidla polovodičovými, pomocí nichž je elektrický signál přepínán do jednotlivých přenosových cest.For this reason, electronic demultiplexers are used in particular for fast switching, in which the mechanical contacts of the switches or relays are replaced by non-contact switching elements, usually semiconductor, by means of which the electrical signal is switched to individual transmission paths.

Společnou nevýhodou elektronických demultiplexerů je, že se u nich v plné míře projevují nepříznivé reálné vlastnosti použitých spínacích polovodičových prvků, především napěťový ofset a odpor spínače v sepnutém stavu.The common disadvantage of electronic demultiplexers is that they fully exhibit unfavorable real properties of used switching semiconductor elements, especially voltage offset and switch resistance in the closed state.

Tyto nevýhody do značné míry odstraňuje zapojení analogového demultíplexeru podle vynálezu, jehož podstatou je, že k invertujícímu vstupu operačního zesilovače je připojen přes vstupní odpor vstup zapojení a přes jednotlivé zpětnovazební odpory jednotlivé výstupy zapojení, přičemž výstupy zapojení jsou jednotlivě přes spínače připojeny k výstupu operačního zesilovače a neinvertující vstup operačního zesilovače je připojen ke společnému vodiči.These drawbacks are largely eliminated by the analogue demultiplexer circuit according to the invention, which is connected to the inverting input of the operational amplifier by a wiring input via an input resistor and via individual feedback resistors, each of the wiring outputs being connected to the operational amplifier output. and the non-inverting input of the opamp is connected to a common conductor.

Výhodou zapojení analogového demultíplexeru podle vynálezu je, že se v něm prakticky neuplat207202 ňují reálné vlastnosti polovodičových spínacích prvků. K potlačení těchto nepříznivých vlastností, jako je napěťový ofset, časová a teplotní nestabilita, jakož i odpor spínače v sepnutém stavu se v zapojení využívá velkého zesílení operačního zesilovače, protože spínače jsou vřazeny do přímé větve operačního zesilovače a výstupy demultiplexeru jsou až za těmito spínači.An advantage of the analogue demultiplexer connection according to the invention is that the real properties of the semiconductor switching elements are practically not applied therein. A large amplification of the operational amplifier is used in the circuit to suppress these adverse features, such as voltage offset, time and temperature instability, as well as the switch resistance in the on state, as the switches are integrated into the direct branch of the operational amplifier and the demultiplexer outputs are downstream.

Výhodou zapojení rovněž je, že volbou velikosti zpětnovazebních odporů je možno volit pro každý výstup demultiplexeru individuální zesílení.The advantage of wiring is also that by selecting the size of the feedback resistors, it is possible to select an individual gain for each output of the demultiplexer.

Zapojení analogového demultiplexeru podle vynálezu je schematicky znázorněno na výkrese.The wiring of an analogue demultiplexer according to the invention is schematically shown in the drawing.

Zapojení je opatřeno vstupem 1 a alespoň dvěma výstupy 2. Počet výstupů 2 zapojeni je prakticky neomezený a je určen pouze požadavkem na počet neznázoměných přenosových cest, do kterých má být elektrický signál přepínán. Zapojení obsahuje operační zesilovač 3 opatřený invertujícím vstupem 4 a neinvertujícím vstupem 5 a výstupem 6 a dále alespoň dva spínače 7, z nichž každý je opatřen řídicím vstupem 8. Počet spínačů 7 odpovídá počtu výstupů 2 zapojení. Zapojení dále obsahuje řídicí obvod 9 spínačů 7 opatřený výstupy 10, které jsou připojeny k jim příslušným řídicím vstupům 8 jednotlivých spínačů 7, vstupní odpor 11, alespoň dva zpětnovazební odpory 12 a společný vodič 13. Počet zpětnovazebních odporů 12 odpovídá počtu výstupů 2 zapojení. K invertujícímu vstupu 4 operačního zesilovače 3 je připojen přes vstupní odpor 11 vstup 1 zapojení a přes jednotlivé zpětnovazební odpory 12 jednotlivé výstupy 2 zapojení. Výstupy 2 zapojení jsou jednotlivě přes spínače 7 připojeny k výstupuThe wiring is provided with an input 1 and at least two outputs 2. The number of wiring outputs 2 is practically unlimited and is determined only by the requirement for the number of transmission paths (not shown) to which the electrical signal is to be switched. The wiring comprises an operational amplifier 3 provided with an inverting input 4 and a non-inverting input 5 and an output 6, and furthermore at least two switches 7 each having a control input 8. The number of switches 7 corresponds to the number of wiring outputs 2. The wiring further comprises a control circuit 9 of the switches 7 provided with outputs 10 which are connected to their respective control inputs 8 of the individual switches 7, the input resistor 11, at least two feedback resistors 12 and a common conductor 13. The number of feedback resistors 12 corresponds to the number of wiring outputs 2. To the inverting input 4 of the operational amplifier 3, the wiring input 1 is connected via the input resistor 11 and the individual wiring outputs 2 via the individual feedback resistors 12. The wiring outputs 2 are individually connected to the output via switches 7

Claims

SUBJECT

An analogue demultiplexer wiring having at least two outputs, comprising an operational amplifier having an inverting and non-inverting input and output, at least two switches each having a control input, an output control switch circuit connected to their respective control inputs of each switch, an input resistance, at least two feedback resistors and a common conductor, characterized in that:

6 of the operational amplifier 3 and the non-inverting input 5 of the operational amplifier 3 is connected to a common conductor 13.

The operational amplifier 3 is connected in an inverting arrangement, i.e. with parallel voltage negative feedback. In operation of the demultiplexer, only a single switch 7 is closed by an electrical signal from one of the outputs 10 of the control circuit 9 of the switches 7, so that a negative feedback is applied via the feedback resistor 12 to which the switch 7 is connected. When closed nth switch 7 and all other switches are opened, the output voltage is the nth output 2 like in inverting connection of operational amplifier equals where U _n is the output voltage of the n-th output 2, R _2n nth feedback resistance 12, R _x input resistance 11 au _t input voltage applied to input 1.

Obviously, by selecting the size of the feedback resistors 12, individual gains can be set for each output 2.

There is zero voltage at all other outputs 2, i.e. the outputs 2 to which the disconnected switches 7 are connected, since these outputs 2 are connected to the so-called virtual ground of the operational amplifier in inverted connection via the respective feedback resistors 12. .

The wiring of the analogue demultiplexer according to the invention can be used wherever it is necessary to quickly switch the electrical signal to multiple transmission paths.

OF THE INVENTION an inverting input (4) of an operational amplifier (3) is connected via the input resistor (11) of the input (1) of the wiring and through the individual feedback resistors (12) of the individual wiring outputs (2). (7) connected to the output (6) of the operational amplifier (3) and the non-inverting input (5) of the operational amplifier (3) is connected to a common conductor (13).