DE1956645A1

DE1956645A1 - Analog signal switch using a field effect transistor

Info

Publication number: DE1956645A1
Application number: DE19691956645
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Dipl-Ing Haerle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-11-11
Filing date: 1969-11-11
Publication date: 1971-05-19
Also published as: DE1956645B2

Description

Analogsignal-Schalter unter Verwendung eines Feldeffekt-Transistors.Analog signal switch using a field effect transistor.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Analogsignal-Schalter zum Übertragen oder völligen Abschalten von Signalen beiderlei Vorzeichens und beliebiger Kurvenformen unter Verwendung eines außer von der Signalspannung noch von einer für den Übertragungs-bzw. Abschaltzustand maßgeblichen Schaltspannung angesteuerten Feldeffekt-Transistors, dessen Schatstrecke die Strecke zwischen der Source- und der Drain-Elektrode ist.The invention relates to an analog signal switch for transmission or complete switching off of signals with both signs and any curve shapes using one apart from the signal voltage nor one for the transmission or. Switch-off state of the relevant switching voltage of the controlled field effect transistor, whose switch path is the path between the source and drain electrodes.

Ein Analogsignal-Schalter soll Signale beiderlei Vorzeichens und beliebiger Kurvenform ohne Verzerrung übertragen oder völlig abschalten. Derartige Analogsignal-Schalter werden in Torschaltungen, in Analog-Digital-Umsetzern, in Detektor- und Demodulatorschaltungen, in Zerhackern oder dergleichen verwendet.An analog signal switch should have signals of both signs and any Transfer the waveform without distortion or switch it off completely. Such analog signal switches are used in gate circuits, in analog-digital converters, in detector and demodulator circuits, used in choppers or the like.

Mit Sperrschicht-Feldeffekt-Transistoren (FET) vom p- oder n-Kanaltyp lassen sich Analogsignalschalter mit den vorher aufgeführten Eigenschaften verhältnismäßig gut annähern.With junction field effect transistors (FET) of the p- or n-channel type analog signal switches with the properties listed above can be used in proportion approximate well.

Aus "Elektronik" Heft 7, Jahrgang 1968, Seite 203, ist ein Analogsignal-Schalter bekannt, der sich wegen der dort mit Hilfe einer Diode durchgeführten Ansteuerung des Gate mit der Schaltspannung jedoch nur für niedrige Ein-Aus-Schaltfrequenzen bis zu einigen kHz eignet. Im Schaltzustand "ein" ist die Diode gesperrt und das Gate "schwimmt", da die Spannung zwischen Gate und Source ungefähr Null ist. Der Feldeffekt-Transistor befindet sich in leitendem Zustand. Im Schalt zustand "aus" leitet die Diode und das Gate befindet sich an negativer bzw. positiver Spannung, so daß der Feldeffekt-Transistor gesperrt ist. Die Entladungszeitkonstante, die sich aus der inneren Kapazitit der Diode, dem Sperrwiderstand der Diode und dem Gate-Widerstand des Feldeffekt-Transistors ergibt, ist sehr groL. Die Umschaltung vom Zustand "aus in den Zustand "ein" kann erst nach Entladung der Diodenkapazität erfolgen.From "Electronics" issue 7, year 1968, page 203, there is an analog signal switch known, which is because of the control carried out there with the help of a diode of the gate with the switching voltage only for low on-off switching frequencies suitable up to a few kHz. In the "on" switching state, the diode is blocked and that The gate "floats" because the voltage between the gate and source is approximately zero. Of the Field effect transistor is in a conductive state. In the "off" switching state the diode conducts and the gate is at negative or positive voltage, so that the field effect transistor is blocked. The discharge time constant that from the internal capacitance the diode, the blocking resistance of the Diode and the gate resistance of the field effect transistor is very large. Switching from the "off" to the "on" state can only be done after the Diode capacitance take place.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit einem Feldeffekt-Transistor aufgebauten Analogsignal-Schalter zu schaffen, der für hohe Ein-Aus-Schaltfolgefrequenzen und für eine verzerrungsarme Übertragung geeignet ist. Gemäß der Erfindung, die sich auf einen Analogsignal-Schalter der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß die Gate-Elektrode des Feldeffekt-Transistors sowohl mit der Signalspannung als auch mit der Schaltspannung beaufschlagt ist. Durch diese Art der Ansteuerung des Feldeffekt-Transistors wird eine hohe Ein-Aus-Schaltfolgefrequenz ermöglicht, die nur durch die Grenzfrequenz des Feldeffekt-Transistors und die Aufbereitung der Schalt spannung begrenzt ist. Gleichzeitig ist auch eine verzerrungsarme Übertragung großer Signalamplituden gewährleistet. Dieser Analogsignal.The object of the invention is to provide one with a field effect transistor constructed analog signal switch for high on-off switching repetition frequencies and is suitable for low-distortion transmission. According to the invention, the refers to an analog signal switch of the type mentioned, this will be achieved in that the gate electrode of the field effect transistor with both the Signal voltage as well as the switching voltage is applied. Through this way the control of the field effect transistor is a high on-off switching frequency made possible only by the cutoff frequency of the field effect transistor and the processing the switching voltage is limited. At the same time, there is also a low-distortion transmission large signal amplitudes guaranteed. This analog signal.

Schalter ermöglicht Hochfrequenzdetektoren und Demodulatoren mit einem Dynamikumfang, der mit bekannten Schaltungen nicht erreichbar ist. Es lassen sich auch durch die Art der Ansteuerung des Feldeffekt-Transistors nach der Erfindung beispielsweise schnelle, offsetlose Torschaltungen verwirklichen.Switch enables high frequency detectors and demodulators with one Dynamic range that cannot be achieved with known circuits. It can be also by the type of control of the field effect transistor according to the invention for example, realize fast, offset-free gate switching.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen und der Deutlichmachung des Prinzips eines Analog-Schalters dienenden Schaltbildern näher erläutert.Further details of the invention are based on exemplary embodiments and the illustration of the principle of an analog switch serving circuit diagrams explained in more detail.

Es zeigen: Fig.l das allgemeine Prinzip eines Analogsignal-Schalters.They show: Fig.l the general principle of an analog signal switch.

Fig.2 das allgemeine Prinzip eines Feldeffekt-Transistor-Analogsignal-Schalters. zig.3 das Prinzipschaltbild eines Feldeffekt-Transistor-Analogsignal-Schalters für hohe Ein-Aus-Schaltfolgefrequenzen nach der Erfindung.2 shows the general principle of a field effect transistor analog signal switch. zig.3 the basic circuit diagram of a field effect transistor analog signal switch for high on-off switching frequency according to the invention.

Fig. 4 die Wirkungsweise eines Analog-Schalters nach der Erfindung, verdeutlicht am Beispiel der Einweg-Gleichrichtung.4 shows the mode of operation of an analog switch according to the invention, illustrated using the example of one-way rectification.

Fig. eine Ausführungsform eines Feldeffekt-Transistor-Schalters nach der Erfindung.Fig. An embodiment of a field effect transistor switch according to the invention.

Fig. £ eine zweite Ausführungsform eines Analog-Schalters mit Feldeffekt-Transistor nach der Erfindung.Fig. £ a second embodiment of an analog switch with field effect transistor according to the invention.

Fig. I das Blockschaltbild eines Quadratur-Demodulators mit mehreren Analogsignal-Schaltern.I shows the block diagram of a quadrature demodulator with several Analog signal switches.

Fig. 8 das Schaltbild eines Demodulatorzweiges.8 shows the circuit diagram of a demodulator branch.

Fig. 9 die Funktionsweise eines solchen Demodulatorzweiges anhand von Zeitdiagrammen und Fig.10 die ausgeführte Schaltung eines der Analogsignal-Schalter dieses Demodulators im einzelnen. in Fig. 1 ist das Prinzip eines Analogsignal-Schalters A dargestellt, der Signale beiderlei Vorzeichens und beliebiger Kurvenform aus einer Signalquelle Ue mit dem Innenwiderstand Ri ohne Verzerrung überträgt oder völlig abschaltet. An einem Lastwiderstand RL wird dann die Ausgangsspannung a je nach Schalt zustand des Analogsignal-Schalters A abgenommen.9 shows the mode of operation of such a demodulator branch on the basis of timing diagrams and Fig. 10 the executed circuit of one of the analog signal switches this demodulator in detail. in Fig. 1 is the principle of an analog signal switch A, the signals with both signs and any waveform from one Signal source Ue with the internal resistance Ri transmits without distortion or completely turns off. At a load resistor RL, the output voltage a is then depending on Switching status of the analog signal switch A accepted.

In Fig. 2 ist das Prinzipschaltbild eines solchen Analogsignal-Schalters A mit einem Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor FET vom p- oder n-Typ dargestellt. Die Schaltstrecke ist die Strecke zwischen den Elektroden Source S und Drain D des Transistors FET.In Fig. 2 is the basic circuit diagram of such an analog signal switch A shown with a junction field effect transistor FET of the p- or n-type. The switching path is the path between the source S and drain D electrodes Transistor FET.

Im Schaltzustand "ein" ist die Strecke Source S - Drain D sehr niederohmig und im Schalt zustand "aus" sehr hochohmig. Bleibt die Gate G - Source S - Spannung U von der Eingangssignalgs Spannung e unbeeinfluUt nahe bei Null, dann ist die Ausgangsspannung a am Lastwiderstand RL auch bei relativ großer Belastung annähernd proportional der Eingangsspannung Ue, d.h. die Übertragung ist verzerrungsarm. Es gilt: Ua = Ue - UDS ; UDS ~ ID für ID klein und UGS = 0 ID ~ Ue , wobei ID der Drainstrom ist.In the "on" switching state, the source S - drain D path has a very low resistance and very high resistance in the "off" switching state. The gate G - source S - voltage remains U unaffected by the input signal voltage e is close to zero, then the output voltage a at the load resistance RL approximately proportional even with a relatively high load of the input voltage Ue, i.e. the transmission is low-distortion. The following applies: Ua = Ue - UDS; UDS ~ ID for ID small and UGS = 0 ID ~ Ue, where ID is the drain current.

Die Offsetspannung, d.h. die Potentialdifferenz zwischen Source S und Drain D des Feldeffekt-Transistors FET ist Null wenn dieser zwar eingeschaltet ist, aber keinen Strom ID führt.The offset voltage, i.e. the potential difference between source S. and drain D of the field effect transistor FET is zero when it is switched on is, but does not have a current ID.

Fig. 3 zeigt das Prinzipschaltbild eines Feldeffekt-Transistor-Analogsignal-Schalters A für hohe Ein-Aus-Schaltfolgefrequenzer nach der Erfindung. Der Schalter A wird von einer Quelle mit der Signalspannung e und einem Innenwiderstand Ri = 0 angesteuert Außerdem wird dem Schalter noch eine Schaltspannung Usch zugeführt. Das Gate G des Feldeffekt-Transistors FET wird sowohl mit der Signalspannung Ue als auch mit der Schaltspannung Usch beaufschlagt, wobei der Schaltzustand ein" durch Usch = 0 und der Schaltzustand "aus" durch Usch = + UB (Betriebsspannung) festgelegt ist. Durch diese besondere Zuführung der Schaltspannung Usch und der Signalspannung Ue an das Gate G wird erreicht, daß im Schaltzustand "ein" die Potentiale an Source S und Drain D gleich sind, d.h. die Spannung UGS beträgt Null, und zwar unabhängig von der Signalamplitude. Die Bedingung für den Schaltzustand "aus" lautet: Die Schaltspannung Usch und somit + U3 muß größer sein als die Summe aus der Abschnürspannung UAb" des Feldeffekt-Transistors FET (ca. 2...10 V je nach Typ) und der gleichartig gerichteten maximalen Signalamplitude. Demnach gilt: UschAus # (#) UAb + (#) Ue Damit sich am Gate G die Summe der beiden Spannungen e und U sch ausbilden kann, ist zwischen Gate G und Source S ein Widerstand R eingeschaltet. Die Schaltspannung UsCh wird über eine Transistorstufe T von einer Ansteuerspannung U'sch abgeleitet. Die Ausgangsspannung a des Analogsignal-Schalters A wird an einem Widerstand RL abgenommen.3 shows the basic circuit diagram of a field effect transistor analog signal switch A for high on-off switching repetition frequency according to the invention. The switch A will driven by a source with the signal voltage e and an internal resistance Ri = 0 In addition, a switching voltage Usch is fed to the switch. The gate G of the Field effect transistor FET is both with the signal voltage Ue and with the Switching voltage Usch applied, the switching state on "by Usch = 0 and the switching state "off" is determined by Usch = + UB (operating voltage). By this special supply of the switching voltage Usch and the signal voltage Ue to the Gate G is achieved that in the switching state "on" the potentials at source S and Drain D are the same, i.e. the voltage UGS is zero, regardless of the signal amplitude. The condition for the switching state "off" is: The switching voltage Usch and thus + U3 must be greater than the sum of the pinch-off voltage UAb " of the field effect transistor FET (approx. 2 ... 10 V depending on the type) and the similarly directed maximum signal amplitude. Accordingly, the following applies: UschAus # (#) UAb + (#) Ue So that on Gate G can form the sum of the two voltages e and U sch is between Gate G and source S a resistor R turned on. The switching voltage UsCh is Derived from a control voltage U'sch via a transistor stage T. The output voltage a of the analog signal switch A is taken from a resistor RL.

Fig. 4 zeigt untereinander den zeitlichen Verlauf der Eingangsspannung Ue' der Schaltspannung U8ch, der Gatespannung UG sowie der Ausgangsspannung Ua am Lastwiderstand RL des Schalters nach Fig. 3. Die Signalspannung UE und die Schaltspannung Usch mit der Maximalamplitude UB haben die gleiche Frequenz. Die Spannungen e und U sch addieren sich am Gate G zu der Gatespannung UG. Es tritt nur dann eine Ausgangsspannung Ua auf, wenn die Schaltspannung Usch gleich Null ist. In dem in Fig. 4 dargestellten Zeitdiagramm ist die Wirkungsweise des Schalters am Beispiel der Einweg-Gleichrichtung verdeutlicht. Die Signalspannung und die Schaltspannung sind um 180° phasenverschoben, so daß lediglich die negative Halbwelle der Eingangsspannung am Lastwiderstand abgenommen werden kann.Fig. 4 shows one below the other the time course of the input voltage Ue 'of the switching voltage U8ch, the gate voltage UG and the output voltage Ua am Load resistance RL of the switch after Fig. 3. The signal voltage UE and the switching voltage Usch with the maximum amplitude UB have the same frequency. The voltages e and U sch add up at the gate G to the gate voltage UG. It kicks An output voltage Ua only occurs when the switching voltage Usch equals zero is. In the timing diagram shown in Fig. 4, the operation of the switch is illustrated using the example of one-way rectification. The signal voltage and the switching voltage are phase shifted by 180 °, so that only the negative half-wave of the input voltage can be taken from the load resistor.

In Fig. 5 ist eine Schaltungsmöglichkeit zur Realisierung der gleichzeitigen Beaufschlagung der Gate-Elektrode G des Feldeffekt-Transistors FET mit einer Signalspannung e und einer Schaltspannung Usch dargestellt. An die Signalspannungsquelle Ue mit dem Innenwiderstand Ri ist ein Trennverstärker Va angeschaltet, der ausgangsseitig über einen Ohm'schen Widerstand R mit dem Gate G des Feldeffekt-Transistors FET verbunden ist. Die Schaltspannung U sch wird als verstärkte Spannung von U'sch über einen Transistor T ebenfalls dem Gate G zugeführt, so daß sich an diesem die beiden Spannungen e und U8ch zur Gatespannung UG addieren. Ausgangsseitig ist an die Drain-Elektrode D des Feldeffekt-Transistors FET ein Lastwiderstand RL angeschlossen, an dem die Ausgangsspannung a bei Durchschaltung der Elektrodenstrecke zwischen Source S und Drain D in Form der Eingangssignalspannung U e anliegt. Als Trennverstärker Va kann beispielsweise ein Spannungsfolger vorgesehen sein. Der Trennverstärker Va liefert den Schalt-U sch strom isch = und weist bei einer Signalspannung Ue = 0 am R Ausgang auch annähernd Null-Potential auf. Der Innenwiderstand des Trennverstärkers Va muß im interessierenden Schaltfolgefrequenzbereich klein und annähernd reell sein, da sonst eine Spannung mit kapazitiver oder induktiver Komponente die Gatespannung UG verschieben wUrde, was zur Folge hätte, daß die Spannung zwischen Gate G und Source S ungleich Null wäre.In Fig. 5 is a possible circuit for realizing the simultaneous Applying a signal voltage to the gate electrode G of the field effect transistor FET e and a switching voltage Usch. To the signal voltage source Ue with an isolating amplifier Va is connected to the internal resistance Ri, the output side via an ohmic resistor R to the gate G of the field effect transistor FET connected is. The switching voltage U sch is used as an amplified voltage from U'sch a transistor T is also fed to the gate G, so that the two Add voltages e and U8ch to the gate voltage UG. The output side is on the drain electrode D of the field effect transistor FET, a load resistor RL connected to which the Output voltage a when the electrode path is connected between source S and Drain D is present in the form of the input signal voltage U e. As an isolation amplifier Va can for example, a voltage follower can be provided. The isolation amplifier Va delivers the switching U sch strom isch = and has a signal voltage Ue = 0 at the R output also approximately zero potential. The internal resistance of the isolation amplifier Va must be small and approximately real in the switching frequency range of interest, there otherwise a voltage with a capacitive or inductive component is the gate voltage UG would shift, which would have the consequence that the voltage between gate G and Source S would not be zero.

Fig. 6 zeigt eine andere Schaltungsmöglichkeit, bei der die Gate-Elektrode G des Feldeffekt-Transistors FET zugleich mit der Eingangssignal-Spannung U e und der Schaltspannung U Usch beaufschlagt ist. In diesem Schaltungsbeispiel ist ein Trennverstärver Vb zwischen die Signal-Spannungsquelle U e mit dem Innenwiderstand Ri und der Source-Elektrode S eingeschaltet. Ein Ohmscher Widerstand R ist zwischen den beiden Elektroden Source S und Gate G angeordnet. Die Ansteuerspannung U'sch wird auch in diesem Falle über einen Transistor T als Schaltspannung Usch an das Gate G des Feldeffekt-Transistors FET herangeführt. An dem an die Drain-Elektrode D angeschalteten Widerstand RL kann die Ausgangsspannung U a abgegriffen werden. Auch für diese Schaltungsausführung ist es zweckmäßig, als Trennverstärker VbU einen sch Spannungsfolger zu verwenden, der den Schaltstrom isch = R liefert und bei einer Eingangssignal-Spannung U e = O annähernd Null-Potential an seinem Ausgang aufweist. Der Innenwiderstand des Trennverstärkers Vb muß annähernd Null sein, da bei größeren Ohmschen, kapazitiven oder induktiven Komponenten eine zusätzliche Spannung an der Source S hervorgerufen wird, die sich dann als Offsetspannung auswirkt.Fig. 6 shows another possible circuit in which the gate electrode G of the field effect transistor FET at the same time as the input signal voltage U e and the switching voltage U Usch is applied. In this circuit example there is a Isolation amplifier Vb between the signal voltage source U e with the internal resistance Ri and the source electrode S turned on. An ohmic resistance R is between the two electrodes source S and gate G arranged. The control voltage U'sch is also in this case via a transistor T as switching voltage Usch to the Gate G of the field effect transistor FET brought up. At the one at the drain electrode D connected resistor RL, the output voltage U a can be tapped. For this circuit design, too, it is useful to use a VbU as an isolating amplifier sch voltage follower to use, which supplies the switching current isch = R and with a Input signal voltage U e = O has approximately zero potential at its output. The internal resistance of the isolation amplifier Vb must be approximately zero, since larger Ohmic, capacitive or inductive components apply an additional voltage to the Source S is caused, which then acts as an offset voltage.

In Fig. 7 ist das Blockschaltbild eines Quadratur-Demodulators dargestellt, der insgesamt vier Analogsignal-Schalter der vorher beschriebenen Art aufweist. vin solcher Quadratur-Demodulator kann beispielsweise als Monopuls-Demodulator mit sehr großem Dynamikumfang für eine Tracking-Empfangsanlage in einer Satelliten-Bodenstation eingesetzt werden. Der Demodulator erzeugt dann entsprechend der Position eines Satelliten zur Strahlachse der Antenne der Tracking-Empfangsanlage in x- und y-Richtung Ablagesignale, die ein Nachführen der Antenne auf die Satelliten-Position erlauben. Der dargestellte Quadratur-Demodulator liefert die Ausgangsspannungen Ual = k Ue cos und Ua2 = k Ue sind wobei k der Ubertragungsfaktor, abhängig unter anderm von den elektrischen Eigenechaften zweier Gegentaktübertrager ttl und 22 sowie von zwei Verstärkern V1 und V2, und w der Phasenwinkel zwischen der Eingangssignalspannung U e und der rechteckförmigen Schaltspannung U Usch ist. Die Frequenzen der Signalspannung Ue und der Schaltspannung Usch sind gleich. Die Eingangssignalspannung e wird den Primärwicklungen der beiden Gegentaktübertrager Ü1 und Ü2 zugeführt, deren an der Sekundärwicklung abfallende Spannungen jeweils zwei Analogsignal-Schaltern A1 und A2 bzw. A und A4 zugeführt W=usL Die beiden Schalter A1 und A2 bzw. A3 und A4 werden stets so betätigt, daß in jedem der beiden Demodulatorzweige Z1 und Z2 nur einer geöffnet und der andere geschlossen ist. Für den Demodulatorzweig Z1 bedeutet dies, daß sich entweder der Schalter A1 in leitendem Zustand befindet und gleichzeitig der Schalter A2 geschlossen ist, oder umgekehrt. Für den Demodulatorzweig Z2 gilt entsprechendes für die Analogsignal-Schalter A3 und A4. Gesteuert werden die Analogsignal-Schalter A1, A2, A3 und A4 von der Schaltspannung Usch, die im ausgeführten Beispiel einer Umwandlung von einer sinusförmigen Spannung in eine Rechteckspannung, beispielsweise in zwei Begrenzern B1 und B2, unterliegt. Dabei ist zu beachten, daß die dem Demodulatorzweig Z2 zuzuführende Schaltspannung in einem Phasenschieber P 0 um 90 in der Phase verzögert wird.In Fig. 7 the block diagram of a quadrature demodulator is shown, which has a total of four analog signal switches of the type described above. Such a quadrature demodulator can be used, for example, as a monopulse demodulator very large dynamic range for a tracking reception system in a satellite ground station can be used. The demodulator then generates one according to the position Satellites to the beam axis of the antenna of the tracking reception system in the x and y directions Storage signals that allow the antenna to be tracked to the satellite position. The quadrature demodulator shown supplies the output voltages Ual = k Ue cos and Ua2 = k Ue are where k is the transmission factor, depending among other things on the electrical properties of two push-pull transformers ttl and 22 as well as two Amplifiers V1 and V2, and w the phase angle between the input signal voltage U e and the square-wave switching voltage U Usch is. The frequencies of the signal voltage Ue and the switching voltage Usch are the same. The input signal voltage e is the Primary windings of the two push-pull transformers Ü1 and Ü2 supplied to the Secondary winding falling voltages each have two analog signal switches A1 and A2 or A and A4 supplied W = usL The two switches A1 and A2 or A3 and A4 are always operated so that in each of the two demodulator branches Z1 and Z2 only one open and the other is closed. For the demodulator branch Z1 this means that either the switch A1 is in the conductive state and at the same time the switch A2 is closed, or vice versa. The following applies to the demodulator branch Z2 the same applies to the analog signal switches A3 and A4. The analog signal switches are controlled A1, A2, A3 and A4 from the switching voltage Usch, which in the example shown is a Conversion from a sinusoidal voltage to a square wave voltage, for example in two limiters B1 and B2. It should be noted that the demodulator branch Switching voltage to be supplied to Z2 in a phase shifter P 0 delayed by 90 in phase will.

Fig. 8 zeigt einen Demodulatorzweig der Anordnung nach Fig. 7, wobei an der Primärseite des Gegentaktübertragers 21 die Eingangssignal spannung e und an der Sekundärseite die Gegentaktspannungen Uei und Ue2 anliegen. Die beiden Analogsignal-Schalter A1 und A2 werden gegenphasig von der Schaltspannung gesteuert, wobei die Ausgänge zusammengefaßt sind. Die Ausgangsspannung Ua wird an einem Widerstand RL abgenommen.FIG. 8 shows a demodulator branch of the arrangement according to FIG. 7, wherein on the primary side of the push-pull transformer 21, the input signal voltage e and the push-pull voltages Uei and Ue2 are present on the secondary side. The two analog signal switches A1 and A2 are controlled in phase opposition by the switching voltage, with the outputs are summarized. The output voltage Ua is taken from a resistor RL.

Fig. 9 dient der Verdeutlichung der Funktionsweise des aus zwei Analogschaltern bestehenden Demodulatorzweiges nach Fig. 8. Das Zeitdiagramm in Fig. 9a zeigt die Schaltspannung am Analogechalter A1 und Fig. 9b die Schaltspannung am Analogschalter A2. Sie sind um 180° in der Phase versetzt. Fig. 9c zeigt die Ausgangsspannung Ua, sofern zwischen der Schaltspannung am Schalter A1 und der Eingangsspannung Ue kein Phasenunterschied besteht. Es werden die positiven Halbwellen der Eingangs spannung genauso wie bei einer Doppelweg-Gleichrichtung Übertragen, während die negativen Halbwellen abgeschnitten werden. In Fig. 9d ist derjenige Fall verdeutlicht, bei dem zwischen der Schaltspannung am Analogsignal-Schalter A1 und; der Eingangsspannung U e ein Phasenunterschied von 900 besteht. Als Ausgangsspannung Ua werden, wie die schraffierten Teile zeigen, stets nur abwechselnd die Hälften positiver und negativer Viertelwellen übertragen. Nach Fig. 9e sind die Schaltspannung des Analogsignal-Schalters A1 und die Eingangssignalspannung Ue um 180° phasenverschoben. In diesem Fall weden, wie bei einer Doppelweg-Gleichrichtung, die negati- ve2i-<Eåibw mitiXen Halbwéllen gesperrt. I V:'',-* - --<4,- 4½ )j - 3- ,-- ide,ffekt F | s B 5:iflll ~ - | | SE ooog i.y- ,;i,{' ! demr)o ranB'iäQrB-t 2' , 4-t---f.--:---,' . æ e -, . raturbereich annähernd gleiche Potentiale am Eingang und Ausgang des mit den beiden in Komplementärschaltung betrieben und einen Trennverstärker bildenden Transistoren T1 und T2 bewirkt. Zwischen dem Ausgang der Komplementärschaltung und der gate-Elektrode G des Feldeffekt-Transistors FET ist ein Ohmscher Widerstand R eingeschaltet, so daß sich als Grundschaltung die Anordnung nach Fig. 5 erkennen läßt. Die Schalt-Eingangsspannung U' sch wird einem Transistor T zugeführt, der mit seinem Kollektor ebenfalls an die Gate-Elektrode G geführt ist. Somit addieren sich am Gate G die verstärkte Schaltspannung U' sch und die Teilspannung Uei Die Ausgangsspannung U a wird an einem Widerstand abgegriffen, der an die Drain-Elektrode D des Feldeffekt-Transistors FET angeschaltet ist.9 serves to clarify the mode of operation of the demodulator branch according to FIG. 8, which consists of two analog switches. The timing diagram in FIG. 9a shows the switching voltage at analog switch A1 and FIG. 9b shows the switching voltage at analog switch A2. They are 180 ° out of phase. 9c shows the output voltage Ua if there is no phase difference between the switching voltage at switch A1 and the input voltage Ue. The positive half-waves of the input voltage are transmitted in the same way as with full-wave rectification, while the negative half-waves are cut off. In Fig. 9d that case is illustrated in which between the switching voltage at the analog signal switch A1 and; the input voltage U e has a phase difference of 900. As the hatched parts show, only the halves of positive and negative quarter waves are transmitted alternately as the output voltage Ua. According to FIG. 9e, the switching voltage of the analog signal switch A1 and the input signal voltage Ue are phase shifted by 180 °. In this case, as in a two-way rectification, the negative ve2i- <Eåibw blocked with iXen Halbwéllen. IV: '', - * - - <4, - 4½) j - 3- , - ide, ffect F. | s B 5: iflll ~ - | | SE ooog iy-,; i, {'! demr) o ranB'iäQrB-t 2 ', 4-t --- f .--: ---,'. æ e -,. Temperature range causes approximately the same potentials at the input and output of the two transistors T1 and T2, which are operated in a complementary circuit and form an isolating amplifier. An ohmic resistor R is connected between the output of the complementary circuit and the gate electrode G of the field effect transistor FET, so that the arrangement according to FIG. 5 can be recognized as the basic circuit. The switching input voltage U 'sch is fed to a transistor T, which is also connected to the gate electrode G with its collector. Thus, the amplified switching voltage U 'sch and the partial voltage Uei add up at the gate G. The output voltage U a is tapped at a resistor which is connected to the drain electrode D of the field effect transistor FET.

8 Patentansprüche 10 Figuren 8 claims 10 figures

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e.

1. Analog signal switch for transmitting or switching off completely Signals of both signs and any waveform using a apart from the signal voltage, there is also one for the transmission or shutdown state relevant switching voltage controlled field effect transistor, its switching path is the distance between the source and drain electrodes, d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that the gate electrode (G) of the field effect transistor (FET) with both the signal voltage (Ue) and the switching voltage (Usch) is applied.

2. Analog signal switch according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that between the source (S) and the gate Eeltrode (G) of the field effect transistor (FET) in series with an ohmic resistor (R) designed as a voltage follower and an isolating amplifier connected on the input side to the signal voltage source (Ue) (Va) is arranged, the internal resistance of which is in the switching sequence of interest (Usch7Frequency range is at least approximately real and small.

3. Analog signal switch according to claim 1, d a d u t c h g e -k e n n z e i c h n e t that between the signal voltage source (Ue) and the source electrode (S) of the field effect transistor (FET) is an isolating amplifier designed as a voltage follower (Vb) is switched on with an internal resistance approximating the value zero and that between the source (S) and the gate electrode (G) an ohmic resistor (R) is arranged.

4. analog signal switch according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the trained as a voltage follower Isolation amplifier (Va> Vb) a complementary circuit of two transistors (T1, T2) is.

5. analog signal switch according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n It is not indicated that the input signal (Ue¹) is via a resistor network is supplied in its potential adjustable base of the first transistor (T1), that the emitter of the first, transistor (T1) with the collector of the second transistor (T2) is connected via a forward-biased diode (E) and that the Base of the second transistor (T2) to the collector of the first transistor (T1). connected.

6. Analog signal switch according to one of the preceding claims, characterized in that the switching voltage (Usch) is fed via a transistor amplifier (T) to the gate electrode (G) of the field effect transistor (FET). | | | | S. | - | --- - | - - - 7 Z b '| - ~ S - D; - j XX lle | E w - 11 | II | iJ '- - - | E.

A2) are switched jointly by the switching voltage (Usch) and that a phase difference of 90 °.

8. Interconnection of several analog signal switches according to claim 7, g e k e n n n z e i c h n e t d ü r c h the use i, a monopulse demodulator, which corresponds to the position of a target to the beam axis of the receiving antenna one Tracking receiving system in x and y directions, storage signals for antenna tracking with respect to the target at the output of its two branches (Z1, Z2).

L e r s e i t e