CS212487B1

CS212487B1 - Connection of the analogue demultiplexer with large input resistance part. for switching over the signal in the systems with time distribution of the translissions ways

Info

Publication number: CS212487B1
Application number: CS250779A
Authority: CS
Inventors: Kamil Vrba
Original assignee: Kamil Vrba
Priority date: 1979-04-12
Filing date: 1979-04-12
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Vynález se týká analogového demultiplexeru s velkým vstupním odporem, používaného pro přepínání signálu v systémech s časovým rozdělováním přenosových cest. Vynález řeší problém potlačení reálných vlastností polovodičů v zapojení demultiplexeru na zanedbatelnou míru, přičemž pro každý výstup demultiplexeru je zachována možnost volby individuálního zesílení. Každý výstup zapojení je přes zpětnovazební odpor a první spínač připojen k invertujíoímu vstupu operačního zesilovače a přes druhý spínač k výstupu operačního zesilovače. Společný bod prvního spínače a zpětnovazebního odporu je přes zatěžovací odpor spojen se společným vodičem. Řídicí vstupy prvního a druhého spínače v každé větvi zapojení jsou společně připojeny ke svému příslušnému výstupu řídicího obvodu. Zapojení lze využívat především v systémech s časovým rozdělováním přenosových cest jako bezkontaktní komutátor.The present invention relates to an analog demultiplexer with a large input resistance used for signal switching in systems with time distribution of transmission paths. The invention solves the problem of suppressing real properties of semiconductors in the demultiplexer wiring at a negligible rate, with pro each demultiplexer output is maintained individual amplification option. Each wiring output is via feedback the resistor and the first switch connected to the invert operational amplifier input and over the second switch to the operating output amplifiers. Common switch of the first switch and feedback resistance is through the load resistor connected to a common conductor. Control inputs of the first and second switches in each connection branch they are connected together to their respective control output circuit. Wiring can be used primarily in systems with time distribution of transmission as a contactless commutator.

Description

Vynález se týká zapojení analogového demultiplexeru s velkým vstupním odporem, zejména pro přepínání signálu v systémech s časovým rozdělováním přenosových cest, opatřené jedním vstupem a alespoň dvěma výstupy a obsahující operační zesilovač s neinvertujícím a invertujícím vstupem a výstupem, alespoň dvě dvojice spínačů, každý opatřený vstupem, výstupem a řídicím vstupem, řídicí obvod spínačů s alespoň dvěma výstupy, alespoň dvě sériové kombinace odporů, z nichž každá je tvořena zatěžovacím a zpětnovazebním odporem, jakož i společný vodič.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an analogue demultiplexer with high input resistance, in particular for signal switching in time-division systems having one input and at least two outputs and comprising an op amp with non-inverting and inverting input and output, at least two pairs of inputs each , an output and a control input, a control circuit of the switches with at least two outputs, at least two series combinations of resistors, each consisting of a load and feedback resistor, as well as a common conductor.

Řešení analogových demultiplexerů je známa celá řada. Nejjednoduáfiím řešením je demultiplexer obsahující mechanický přepínač, jehož prostřednictvím je elektrický signál rozdělován do jednotlivých výstupů. I když je tento mechanický demultiplexer poměrně přesný, je na závadu jeho omezená rychlost přepínání a mechanická nespolehlivost. V některých aplikacích je na závadu také jeho nevhodnost k dálkovému ovládání a ovládání pomocí elektrického signálu vůbec.A number of analog demultiplexers are known. The simplest solution is a demultiplexer containing a mechanical switch through which the electrical signal is divided into individual outputs. Although this mechanical demultiplexer is relatively accurate, its limited switching speed and mechanical unreliability are a concern. In some applications, it is also a problem with the unsuitability of remote control and electric signal control at all.

Obdobné nevýhody vykazuje elektromechanický demultiplexer, v jehož zapojení je použito elektromechanického přepínacího prvku - relé.The electromechanical demultiplexer has similar disadvantages, in which the electromechanical switching element - relay is used.

Dalším známým řešením jsou demultiplexery s elektronickými, zpravidla polovodičovými spínači, které jsou rychlejší a spolehlivější při přepínání než demultiplexery mechanické a elektromechanické. Společnou nevýhodou známých elektronických demultiplexerů je skutečnost, že se zde projevují nepříznivé reálné vlastnosti polovodičových spínacích prvků, jako je napětový ofset a odpor spínače v sepnutém stavu.Another known solution is demultiplexers with electronic, usually semiconductor switches, which are faster and more reliable in switching than mechanical and electromechanical demultiplexers. A common disadvantage of known electronic demultiplexers is the fact that unfavorable real properties of the semiconductor switching elements, such as the voltage offset and the switch resistance in the closed state, are present.

Tyto uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje zapojení analogového demultiplexeru s velkým vstupním odporem, zejména pro přěpínání signálu v systémech a časovým rozdělováním přenosových cest podle vynálezu, jehož podstatou je, že neinvertující vstup operačního zesilovače je připojen ke vstupu zapojení a každý vstup zapojení je připojen přes sériovou kombinaci zpětnovazebního odporu a prvního spínače jemu příslušně dvojice prvních a druhých spínačů k invertujícímu vstupu operačního zesilovače a přes druhý spínač jemu příslušné dvojice prvních a druhých spínačů k výstupu operačního zesilovače, když místa, mezi prvními spínači a zpětnovazebními odpory jsou jednotlivě přes zatěžovací odpory připojena ke společnému vodiči, přičemž řídicí vstupy prvních spínačů a druhých spínačů každé dvojice prvních a druhých spínačů jsou navzájem propojeny a připojeny ke svému příslušnému výstupu řídicího obvodu prvních a druhých spínačů.These drawbacks are largely eliminated by the wiring of an analogue demultiplexer with high input resistance, particularly for signal switching in systems and time-division paths of the invention, which is based on the fact that the non-inverting opamp input is connected to the wiring input and each wiring input is connected via a series combination of the feedback resistor and the first switch, respectively, a pair of first and second switches to the inverting input of the operational amplifier, and via a second switch to its respective pair of first and second switches to the operational amplifier output; the control inputs of the first switches and second switches of each pair of first and second switches are interconnected and connected to their respective his output control circuit first and second switches.

Zapojení analogového demultiplexeru je výhodné především v tom, že jsou reálné vlastnosti polovodičových spínačů potlačeny na zanedbatelnou míru. Spínače jsou zařazeny do přímé větve zpětnovazební smyčky operačního zesilovače, takže je potlačen vliv napěíového ofsetu, časové a teplotní nestability a nelinearity odporu polovodičových spínačů v sepnutém stavu.The wiring of an analogue demultiplexer is particularly advantageous in that the real properties of the semiconductor switches are reduced to a negligible extent. The switches are included in the direct branch of the feedback loop of the operational amplifier, thus suppressing the effects of voltage offset, time and temperature instability, and the non-linearity of the resistance of the semiconductor switches in the closed state.

Další výhodou je, že se nezatěžuje zdroj budicího signálu, 'protože vstupní odpor demultiplexeru zapojeného podle vynálezu je téměř nekonečný. Přitom pro každý výstup je možno volit individuální zesíleni.Another advantage is that the source of the excitation signal is not burdened because the input resistance of the demultiplexer connected according to the invention is almost infinite. An individual gain can be selected for each output.

Příkladné provedení zapojení analogového demultiplexeru podle vynálezu je znázorněno na výkrese.An exemplary embodiment of an analogue demultiplexer connection according to the invention is shown in the drawing.

Zapojení zahrnuje především vstup £ a alespoň dva výstupy 2, £, všechny se společným vodičem £. Počet výstupů 2, £ zapojení je prakticky neomezený a je určen pouze požadavkem na počet blíže neznázorněných přenosových cest, do kterých má být elektrický signál přepínán. Zapojení dále obsahuje operační zesilovač £. Dále obsahuje alespoň dvě dvojice prvních a druhých spínačů 6, £ a 8, £. Řídicí obvod 10 prvních a druhých spínačů 6, 8 a £, £ je opatřen alespoň dvěma řídicími výstupy. Dalšími prvky zapojení jsou alespoň dvě sériové kombinace odporů 1 1 . 12 a 1 3. 14. Odpory ££, 13 jsou zatěžovací, odpory 12. 14 jsou zpětnovazební.In particular, the wiring comprises an input a and at least two outputs 2, £, all with a common conductor.. The number of circuit outputs 2, 6 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 circuit further comprises an operational amplifier 8. It further comprises at least two pairs of first and second switches 6, 8 and 8, 8. The control circuit 10 of the first and second switches 6, 8 and 8, 6 is provided with at least two control outputs. Other connection elements are at least two series combinations of resistors 1 1. 12. Resistors 12, 13 are load-carrying, resistors 12, 14 are feedback.

Neinvertujíeí vstup operačního zesilovače 2 je připojen ke vstupu J zapojení. Každý výstup 2, J zapojení je připojen jednak před.odpovídající sériovou kombinaci zpětnovazebního odporu JJ či JJ a prvního spínače 6 či 8 jemu příslušné dvojice prvních a druhých spínačů έ, I či g, 2 k invertujícímu vstupu operačního zesilovače 2» jednak přes druhý spínač l_či 2 jemu příslušné dvojice prvních a druhých spínačů 6, χ či 8, 2 k výstupu operačního zesilovače 2· Přitom místa mezi prvními spínači 6,8 a zpětnovazebními odpory 12. 14 jsou jednotlivě přes zatěžovací odpory JJ, 13 připojena ke společnému vodiči J. Řídicí vstupy prvního a druhého spínače 6, J a 8, 2 každé dvojice prvních a druhých spínačů 6, X a 8, 2 jsou navzájem propojeny a připojeny ke svému příslušnému řídicímu výstupu řídicího obvodu 10 prvních a druhých spínačů 6, 8 a 1, 2·The non-inverting input of the operational amplifier 2 is connected to the input J of the wiring. Each wiring output 2, J is connected before the corresponding series combination of the feedback resistor JJ or JJ and the first switch 6 or 8 of its respective pair of first and second switches έ, I or g, 2 to the inverting input of the operational amplifier 2 » The pairs between the first switches 6,8 and the feedback resistors 12, 14 are individually connected to the common conductor J via the load resistors 13, 13, respectively. The control inputs of the first and second switches 6, J and 8, 2 of each pair of first and second switches 6, X and 8, 2 are interconnected and connected to their respective control output of the control circuit 10 of the first and second switches 6, 8 and 1, 2. ·

Příkladné provedeni analogového demultiplexeru je osazeno diferenčním operačním zesilovačem 2> který pracuje v tak zvaném neinvertujícím uspořádání, to je se sériovou napěťovou zápornou zpětnou vazbou. Vstupní napětí se přivádí proti společnému vodiči J vstupem J na neinvertujíeí vstup operačního zesilovače 2· Při provozu analogového demultiplexeru je neznázorněným elektrickým signálem z některého zvoleného výstupu řídicího obvodu 10 prvních a druhých spínačů 6, 8 a X, 2 sepnuta pouze jedna příslušná dvojice spínačůAn exemplary embodiment of an analog demultiplexer is provided with a differential opamp 2 which operates in a so-called non-inverting configuration, i.e. with a series voltage negative feedback. The input voltage is applied to the common conductor J by input J to the non-inverting input of the operational amplifier 2. · In analogue demultiplexer operation, only one corresponding pair of switches is closed by one of the selected control circuit outputs 10, 1 and 2,

2, x či 8,·2·2, x or 8, · 2 ·

Výstupní napětí se odebírá mezi příslušným zpětnovazebním odporem 12 či 14 a druhým spínačem X či 2 z dvojice prvních a druhých spínačů 6, X a 8, 2 proti společnému vodiči J. Je li sepnut n-tý spínač 6 či 8 a druhý s pólu s ním ovládaný n-tý spínač X či 2> přičemž všechny ostatní dvojice prvních a druhých spínačů 6, X či 8, 2 jsou rozpojeny je výstupní napětí n-tého výstupu J, J podobně jako u neinvertujíčího zapojení operačního zesilovače rovno kde a_2n značí výstupní napětí n-tého výstupu á. s_2n n-tý zpětnovazební odpor 12 či 14. R,_n n-tý zatěžovací odpor 11 ěi JJ, a, vstupní napětí přivedené na vstup J zapojeni a a, je z oboru přirozených čísel od 1 do N a udává počet signálových cest.The output voltage is drawn between the respective feedback resistor 12 or 14 and the second switch X or 2 from the pair of the first and second switches 6, X and 8, 2 against the common wire J. If the nth switch 6 or 8 and the second with the pole s it operated nth switch X or 2> while all other pairs of first and second switches 6, X and 8 2 are open the output voltage is the nth output J, J similarly to the non-inverting connection of operational amplifiers equal to where and _2n denotes the output n-th output voltage á. _2n nth feedback resistor 12 and the 14th R, _n nth load resistance 11 ei JJ, and, the input voltage applied to input j Connecting AA is a natural numbers from 1 to N and indicates the number of signal paths.

Na všech ostatních výstupech 2, J kromě n-tého, bude napětí nulové, protože tyto výstupy 2, 2 jsou přes sériovou kombinaci příslušných odporů JJ, 12 ěi JJ, 14 připojeny ke společnému vodiči J. Je zřejmé, že poměrem Bgn^^ln ^^{ze vo3}-^:i’^t zesíleni individuálně pro každou přenosovou cestu.On all other outputs 2, J except the nth, the voltage will be zero, since these outputs 2, 2 are connected to a common conductor J via a series combination of the respective resistors JJ, 12 or JJ, 14. ^ ^{from VO3} - ⁱ ^'t-gain individually for each transmission path.

Zapojení analogového demultiplexeru je zvlášť výhodné provozovat s jednotkovým přenosem, protože v tom případě lze-zvolit zpětnovazební odpory 12. JJ nulové a na hodnotách zatšžovacíoh odporů JJ, 13 pak přenos nezáleží.It is particularly advantageous to operate the analogue demultiplexer with unit transmission, since in this case the feedback resistors 12 can be selected to be zero, and the values of the load resistors 11, 13 then do not matter.

Uspořádání zapojení analogového demultiplexeru podle vynálezu je možno s výhodou aplikovat všude tam, kde je zapotřebí přesně a rychle přepínat vstupní signál do několika měřicích bodů. Zapojení může nalézt uplatnění především v systémech s časovým rozdělováním přenosových cest jako bezkontaktní komutátor.The wiring arrangement of the analogue demultiplexer according to the invention can advantageously be applied wherever the input signal needs to be switched accurately and quickly to several measuring points. The connection can be used especially in systems with time division of transmission paths as contactless commutator.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Connection of an analogue demultiplexer with high input resistance, in particular for signal switching in time-division systems, provided with one input and at least two outputs and comprising an operational amplifier with non-inverting and inverting input and output, at least two pairs of inputs each with input, output and a control input, a control circuit of the switches with at least two outputs, at least two series combinations of resistors, each consisting of a load and feedback resistor, and a common conductor, characterized in that the non-inverting input of the operational amplifier (5) is connected to the input (' ) the wiring and each wiring output (2, 3) is connected via a series combination of the feedback resistor (14, 12) and the first switch (6, 8) to its respective pair of first and second switches (6, 7 or 8, 9) to an inverting input opamp (5) and via second sp the pairs of first and second switches (6, 7 or 8, 9) to the output of the operational amplifier (5) when the locations between the first switches (6, 8) and the feedback resistors (14, 12) are individually connected via a load resistor (13, 11) to a common conductor (4), the control inputs of the first switches (6, 8) and the second switches (7, 9) of each pair of the first and second switches (6, 7 or 8, 9) are interconnected and connected to their respective control circuit output (10) of the first and second switches (6, 8 or 7, 9).

1 sheet of drawings