DE3633045C2 - - Google Patents

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DE3633045C2
DE3633045C2 DE19863633045 DE3633045A DE3633045C2 DE 3633045 C2 DE3633045 C2 DE 3633045C2 DE 19863633045 DE19863633045 DE 19863633045 DE 3633045 A DE3633045 A DE 3633045A DE 3633045 C2 DE3633045 C2 DE 3633045C2
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Description

Die Erfindung betrifft einen Signalschalter mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Aus der DE-AS 26 08 117 ist ein solcher Signalschalter mit einem Signaleingang, einem Signalausgang und einem Steuereingang für ein Schaltsignal, das entweder als Durchgangssignal einen Signalweg zwischen dem Signaleingang und dem Signalausgang herstellt oder als Sperrsignal unterbricht, bekannt. Hierbei liegt zwischen Signaleingang und Signalausgang ein antiseriell geschaltetes Diodenpaar, von dessen Zwischenpunkt eine Nebenschlußdiode mit solcher Polung an ein Bezugspotential gekoppelt ist, daß ihre den zusammengeschalteten Elektroden der antiseriellen Dioden entsprechende Elektrode am Bezugspotential liegt. Von diesem Zwischenpunkt ist die Hauptstromstrecke eines Transistors zum Bezugspotential gekoppelt. Ferner ist mit dem Steuereingang eine Steuerstufe gekoppelt, die bei Vorliegen eines Durchgangssignals an das Diodenpaar eine Durchlaßvorspannung und an die Nebenschlußdiode sowie an die Steuerdiode des Transistors eine Sperrspannung legt, dagegen bei Vorliegen eines Sperrsignals an das Diodenpaar eine Sperrvorspannung und an die Nebenschlußdiode sowie an die Steuerelektrode des Transistors eine Durchlaßvorspannung legt. Der Transistor ist als Konstantstromquelle geschaltet, um einen Durchlaßstrom für die beiden antiseriellen Dioden zu liefern, wenn der Schalter durchgeschaltet sein soll, wobei die Nebenschlußdiode gesperrt ist.
Ein zweiter, komplementärer Konstantstromtransistor liefert für den Fall der Sperrung des Schalters einen Durchlaßstrom für die Nebenschlußdiode, wobei die beiden antiseriellen Dioden gesperrt sind.
Eine Schaltung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist ferner aus der DE-AS 22 12 564 in komplementärsymmetrischem Aufbau bekannt, bei welchem die von den jeweiligen Dioden-Verbindungspunkten zu Bezugspotentialen führenden Transistoren im Einschaltzustand den Durchlaßstrom für die antiseriellen Dioden liefern. Im Sperrzustand des Schalters werden diese Transistoren gesperrt, so daß die Dioden stromlos werden und somit ebenfalls gesperrt sind.
In Fernsehsystemen ist es oft zweckmäßig, eine ausgewählte von mehreren Signalquellen wie etwa eine Antenne, einen Videokassettenrecorder oder einen Kabelfernsehausgang mit einem Verbrauchergerät koppeln zu können, z. B. mit einem Fernsehempfänger oder eine Videokassettenrecorder. Häufig ist es auch zweckmäßig, ein nichtgewähltes Exemplar solcher Quellen mit einem Ausgangspunkt koppeln zu können, um den Anschluß der betreffenden Quelle an ein anderes Verbrauchergerät zu ermöglichen.
Zum Schalten von HF-Signalen zwischen einem Eingangs- und einem Ausgangsanschluß werden gewöhnlich Schalter benutzt, die Reihenschluß- und Nebenschluß-Dioden enthalten. Wenn der Schalter "aus" ist, d. h. kein Signal durchläßt, sind die Reihenschluß-Dioden (Längsdioden) in Sperrichtung gespannt und haben eine kleine Kapazität, während die Nebenschluß- Dioden (Querdioden) in Durchlaßrichtung gespannt sind und einen niedrigen Widerstand haben. Im "Aus"-Zustand des Schalters ist eine hohe Dämpfung zwischen dem Eingangsanschluß und den Ausgangsanschluß wünschenswert, und um dies zu erreichen, sollte die Kapazität der in Sperrichtung ge­ spannten Dioden sehr klein sein. Dies erfordert jedoch im allgemeinen eine hohe Sperrvorspannung. Außerdem sollte der Widerstandswert der Nebenschlußdiode sehr klein sein. Der Widerstand kann durch Verwendung eines relativ hohen Durchlaß- Vorstroms vermindert werden, obwohl dies den Nachteil einer relativ hohen Verlustleistung hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Signaldämpfung im Sperrzustand des Schalters weiter zu erhöhen. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Nebenschlußwiderstand im Sperrzustand des Schalters noch kleiner als bei alleiniger Verwendung einer Nebenschlußdiode wird, so daß die Signaldämpfung entsprechend besser wird.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge­ kennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert, deren einzige Figur das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung zum Schalten von HF-Signalen erzeugt.
Die in der Zeichnung dargestellte Klemme 10 ist ein Steuer­ anschluß, um die Schalteinrichtung wahlweise in den er­ sten oder in den zweiten ihrer beiden Betriebszustände zu versetzen. Wenn an diese Steuerklemme 10 eine Spannung gelegt wird, die höher ist als ein erster Logikpegel, dann wird ein an eine erste Eingangsklemme 12 gelegtes Signal nicht weitergekoppelt, während ein an eine zweite Eingangs­ klemme 14 gelegtes Signal zu einer ersten Ausgangsklemme 16 übertragen wird. Wenn die an die Steuerklemme 10 geleg­ te Steuerspannung niedriger ist als ein zweiter Logikpegel, annähernd gleich Massepotential, dann wird ein an die Ein­ gangsklemme 12 gelegtes Signal zur Ausgangsklemme 16 über­ tragen, während ein an die Eingangsklemme 14 gelegtes Sig­ nal zu einer zweiten Ausgangsklemme 18 übertragen wird.
Die Kopplung und Entkopplung von Signalen erfolgt durch drei Grundabschnitte des Schalters, die in der Figur durch gestrichelte Umrahmung 20, 21 und 22 definiert sind. Diese Schalterabschnitte sind jeweils in Form eines "T-Gliedes" konfiguriert. Im Schalterabschnitt 20 besteht der Längs­ zweig des T-Gliedes aus zwei Dioden 62 und 64, die "Rücken an Rücken" angeordnet sind, während der Querzweig aus ei­ ner Parallelschaltung einer Diode 66 und der Kollektor- Emitter-Strecke eines Transistors 24 besteht, der vorzugs­ weise ein Bipolartransistor ist. Die Dioden 62, 64 und 66 sind vorzugsweise PIN-Dioden, die bekanntlich die erwünsch­ ten Eigenschaften zum Schalten von HF-Signalen haben. Wenn ein Signal durch den Schalterabschnitt 20 hindurchgekoppelt werden soll, dann werden die Längsdioden 62 und 64 in Durch­ laßrichtung gespannt, um eine relativ niedrige Impedanz zu bekommen, während die Nebenschluß- oder Querdiode 66 in Sperrichtung gespannt und der Transistor 24 gesperrt wird, so daß der Querzweig eine hohe Impedanz bekommt. Wenn ein Signal nicht durch den Schalterabschnitt 20 hindurchge­ koppelt werden soll, dann wird eine Vorspannung angelegt, welche die Längsdioden 62 und 64 in Sperrichtung und die Querdiode 66 in Durchlaßrichtung zu spannen trachtet, wie es ausführlicher weiter unten erläutert wird. Der Transi­ stor 24 wird in die Sättigung vorgespannt, d.h. seine bei­ den Halbleiterübergänge werden in Durchlaßrichtung ge­ spannt, so daß die Kollektor-Emitter-Spannung sehr klein ist und dadurch die Dioden 62 und 64 unter hohe Sperrvor­ spannung geraten und die Diode 66 stark in Durchlaßrich­ tung vorgespannt wird, wie es ebenfalls ausführlicher wei­ ter unten beschrieben wird. Die Parallelschaltung der auf Durchlaß gespannten Diode 66 und der Kollektor-Emitter- Strecke des gesättigten Transistors 24 hat vergleichswei­ se eine sehr niedrige Impedanz, so daß sich in Verbindung mit der relativ hohen Impedanz der in Sperrichtung gespann­ ten Dioden 62 und 64 eine relativ starke Signaldämpfung ergibt. Der Transistor 24 steuert also die Impedanz der Dioden des Längs- und des Querzweiges des Schalterabschnitts 20 und bildet gleichzeitig auch selbst einen Teil der Im­ pedanz des Querzweiges.
Der Schalterabschnitt 21 enthält Dioden 86, 82 und 94 und einen Transistor 42, die in der genannten Reihenfolge den Dioden 62, 64 und 66 und dem Transistor 24 im Schal­ terabschnitt 20 entsprechen. Ein gewisser Unterschied be­ steht jedoch darin, daß im Abschnitt 24 ein Tiefpaßfilter, das aus einer Längsinduktivität 54 und Querkapazitäten 53 und 55 besteht, im Längszweig des T-Gliedes eingefügt ist. Wie ausführlicher weiter unten noch erläutert wird, hat das Tiefpaßfilter keinen wesentlichen Einfluß, wenn ein Signal durch den Schalterabschnitt 21 gekoppelt werden soll; es erhöht aber die Dämpfung, wenn ein Signal nicht gekoppelt werden soll.
Der Schalterabschnitt 22 ist im wesentlichen gleich dem Schalterabschnitt 20 und enthält Dioden 88, 100 und 102 und einen Transistor 108, die in dieser Reihenfolge den Dioden 62, 64 und 66 und dem Transistor 24 entsprechen.
Die dargestellte Ausführungsform der Schalteinrichtung sei nun ausführlicher beschrieben. Die Steuerklemme 10 ist über einen Strombegrenzungswiderstand 11 mit der Basis eines PNP-Transistors 19 und außerdem über einen Strom­ begrenzungswiderstand 26 mit der Basis des NPN-Tran­ sistors 24 verbunden. Der Emitter des Transistors 19 hat über einen Kondensator 13 eine Ableitung nach Masse und ist mit einer ersten Versorgungsklemme 30 verbunden, an die der positive Pol einer Betriebsgleichspannungsquelle (nicht gezeigt) von z.B. 12 Volt angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 24 ist mit einer Masse 32 ver­ bunden, an die auch der negative Pol der Betriebsspannungs­ quelle über eine zweite Versorgungsklemme 34 angeschlossen wird.
Die Transistoren 19 und 24 steuern das Potential einer ersten Leitung 36, die mit den Kollektorelektroden dieser Transistoren verbunden ist, wie es weiter unten ausführ­ licher beschrieben wird. Wenn die an die Steuerklemme 10 gelegte Steuerspannung höher ist als der erste Logikpegel, der ungefähr dem Potential der Klemme 30 entspricht, dann ist der Kollektorstrom des Transistors 19 abgeschaltet, und der Transistor 24 ist in die Sättigung gespannt. In­ folgedessen ist das Potential auf der Leitung 36 niedrig, ungefähr gleich Massepotential, da der Transistor 24 ge­ sättigt ist. Wenn die an die Steuerklemme 10 gelegte Steuerspannung niedriger ist als der zweite Logikpegel, dann ist der Kollektorstrom des Transistors 24 ausgeschal­ tet, und der Transistor 19 ist in die Sättigung gespannt, was bewirkt, daß das Potential auf der Leitung 36 hoch ist, ungefähr gleich dem Potential der Klemme 30. Die Lei­ tung 36 hat über Kondensatoren 38 und 40 Ableitverbindung für Wechselstromsignale nach Masse.
Die Leitung 36 ist außerdem über jeweils einen Strombe­ grenzungswiderstand 46 bzw. 48 mit den Basiselektroden der beiden Transistoren 42 und 44 verbunden. Der Emitter des Transistors 42 ist mit Masse und der Emitter des Tran­ sistors 44 mit der positiven Versorgungsklemme 30 verbunden.
Eine zweite Leitung 50 ist mit dem Kollektor des Transi­ stors 44 verbunden und hat über einen Widerstand 52 in Reihe mit einer Induktivität 54 auch Verbindung zum Kollek­ tor des Transistors 42. Wenn die an die Klemme 10 gelegte Steuerspannung den ersten Logikpegel übersteigt, dann be­ wirkt das niedrige Potential auf der Leitung 36, daß der Kollektorstrom des Transistors 42 ausgeschaltet und der Transistor 44 in die Sättigung gespannt wird. Infolgedes­ sen wird das Potential auf der Leitung 50 hoch, ungefähr gleich dem Potential der Klemme 30.
Ist die Steuerspannung an der Steuerklemme 30 niedriger als der zweite Logikpegel, dann bewirkt das hohe Potential auf der Leitung 36, daß der Kollektorstrom des Transistors 44 ausgeschaltet und der Transistor 42 in die Sättigung ge­ spannt ist. Infolgedessen ist das Potential auf der Leitung 50 relativ niedrig, ungefähr gleich dem Massepotential. Die Leitung 50 hat über Kondensatoren 56 und 58 Ableit­ verbindung für Wechselstromsignale nach Masse.
Die Eingangsklemme 12 ist über einen Kondensator 60 wech­ selstrommäßig mit der Kathode einer ersten Diode 62 ge­ koppelt, deren Anode an einem Schaltungspunkt 68 mit der Anode einer zweiten Diode 64 und der Kathode einer dritten Diode 66 verbunden ist. Der Schaltungspunkt 68 ist außer­ dem über einen Widerstand 70 mit der Leitung 36 gekoppelt und ferner direkt mit dem Kollektor des Transistors 24 ver­ bunden. Die Kathode der Diode 62 ist über einen Widerstand 72 mit Masse und über einen Widerstand 74 mit der Leitung 50 verbunden. Die Anode der Diode 66 ist über einen Wider­ stand 76 mit der Leitung 50 und über einen Ableitkondensa­ tor 78 mit Masse verbunden.
Die Ausgangsklemme 16 ist über einen Widerstand 80 mit Masse verbunden und außerdem über einen Kondensator 61 wechselstrommäßig mit der Kathode der Diode 64 und mit der Kathode einer vierten Diode 82 gekoppelt, deren Anode mit dem Kollektor des Transistors 42 verbunden ist.
Die Eingangsklemme 14 ist über einen Kondensator 84 wech­ selstrommäßig mit den Kathoden einer fünften Diode 86 und einer sechsten Diode 88 gekoppelt, und zwar an einem Schal­ tungspunkt 90, der über einen Widerstand 92 mit Masse ver­ bunden ist. Die Anode der Diode 86 ist mit dem Verbindungs­ punkt zwischen dem Widerstand 52 und der Induktivität 54 und mit der Kathode einer siebten Diode 94 verbunden.
Die Induktivität 54 hat einen genügend kleinen Induktivi­ tätswert, um in einfacher Weise durch ein kurzes Leiter­ stück gebildet zu werden, z.B. durch einen leitenden Strei­ fen auf einer gedruckten Schaltungsplatte. Die der Indukti­ vität 54 zugeordnete Kapazität ist in der Figur durch Kon­ densatoren 53 und 55 dargestellt, die zwischen die Enden der Induktivität 54 und Masse geschaltet sind. Die Konden­ satoren 53 und 54 brauchen nicht unbedingt tatsächliche Kondensatoren zu sein, weil die gewünschte Kapazität durch Streu- oder parasitäre Kapazitäten an der Induktivität 54 und z.B. Leitermustern einer gedruckten Schaltungsplatte gebildet werden kann.
Die Anode der Diode 94 ist über einen Widerstand 96 mit der Leitung 36 verbunden und über einen Ableitkondensator 98 mit Masse gekoppelt. Die Anode der Diode 88 ist über einen Schaltungspunkt 104 mit der Anode einer achten Diode 100 und mit der Kathode einer neunten Diode 102 verbunden. Der Schaltungspunkt 104 ist über einen Widerstand 106 mit der Leitung 36 gekoppelt und ist außerdem mit dem Kollektor des Transistors 108 verbunden, dessen Emitter an Masse liegt. Die Basiselektrode des Transistors 108 ist über einen Widerstand 110 mit der Leitung 50 verbunden. Die Anode der Diode 102 ist über einen Widerstand 112 mit der Leitung 50 und über einen Ableitkondensator 114 mit Masse verbunden. Die Kathode der Diode 100 ist über einen Wider­ stand 116 mit der Leitung 50 verbunden. Sie ist ferner über einen Widerstand 118 an Masse angeschlossen und ist kapazitiv über einen Kondensator 120 mit der Ausgangs­ klemme 18 gekoppelt.
Im Betrieb wird der an die Steuerklemme 10 gelegte Logik­ pegel entsprechend der jeweils gewünschten Betriebsart gewählt. Zum Zwecke der Beschreibung sei zunächst ange­ nommen, daß der an die Klemme 10 gelegte Logikpegel den ersten Logikpegel übersteigt, d.h. positiver als der er­ ste Logikpegel ist. Wie beschrieben, bewirkt dies, daß der Transistor 24 gesättigt ist und daß die Leitung 36 ungefähr das Massepotential und die Leitung 50 ungefähr das Potential der Klemme 30 hat. Durch das Potential der Leitung 50 und durch das Massepotential am Kollektor des Transistors 24 werden also die Diode 62 in Sperrichtung und die Diode 66 in Durchlaßrichtung gespannt. Die Diode 82 wird durch das Potential der Leitung 50, das über den Widerstand 52, die Induktivität 54 und den Widerstand 80 an die Anode dieser Diode gelegt wird, in Durchlaßrichtung gespannt. Dies bewirkt, daß die Kathoden der Dioden 64 und 82 auf einem positiven Potential liegen, das zur Folge hat, daß die Diode 64 in Sperrichtung gespannt wird, weil ihre Anode über den Kollektor des Transistors 24 ungefähr auf Massepotential liegt.
Der Weg von der Eingangsklemme 12 zur Ausgangsklemme 16 hat somit die Form eines "T-Gliedes", in dem die Längs­ zweige in Sperrichtung gespannte Dioden 62 und 64 sind und daher jeweils eine hohe Impedanz haben. Der Querzweig besteht aus der Parallelschaltung der in Durchlaßrichtung gespannten Diode 66 und des gesättigten Widerstandes 24, die beide jeweils eine niedrige Impedanz haben und in ihrer Parallelschaltung eine besonders niedrige Impedanz darstel­ len. Der Weg von der Eingangsklemme 12 zur Ausgangsklemme 16 hat also eine besonders hohe Dämpfung, wie sie für einen HF-Schalter im "Aus" -Zustand wünschenswert ist. Ein an der Eingangsklemme 12 zugeführtes Eingangssignal wird daher praktisch davon abgehalten, die Ausgangsklemme 16 und auch die Ausgangsklemme 18 zu erreichen, mit der die Klemme 16 über die Diode 82 verbunden ist.
Erwähnenswert ist, daß der Transistor 24 bei der Erzielung hoher Dämpfung in seinem gesättigten Zustand eine drei­ fache Rolle spielt. Erstens stellt die Sättigungs-Kollek­ torspannung des Transistors 24 die Sperrvorspannungen zur Erzielung des hochohmigen Zustandes der Längsdioden 62 und 64 her. Zweitens stellt der Transistor 24 die Durchlaßvor­ spannung für den niederohmigen Zustand der Querdiode 66 ein. Drittens liegt der niedrige Sättigungswiderstand des Transistors 24 parallel zum niedrigen Widerstand der Quer­ diode 66, um durch diese Parallelschaltung eine besonders niedrige Impedanz zu erzielen.
In ähnlicher Weise erfolgt eine Sperrvorspannung der Diode 100 und eine Durchlaßvorspannung der Diode 102 durch das Potential der Leitung 50 und das Potential am Kollektor des Transistors 108, das annähernd gleich dem Massepoten­ tial ist, weil der Transistor 108 durch den Basisstrom, den er über den Widerstand 110 von der Leitung 50 erhält, gesättigt ist. Die Diode 86 wird durch das Potential der Leitung 50 über den Widerstand 52 und den Widerstand 92 in Durchlaßrichtung gespannt. Dies bewirkt, daß die Katho­ den der Dioden 86 und 88 auf einem positiven Potential lie­ gen, wodurch die Diode 88 in Sperrichtung gespannt wird, weil ihre Anode über den Kollektor des Transistors 108 annähernd Massepotential empfängt.
Der Weg von der Eingangsklemme 14 zur Ausgangsklemme 18 hat in ähnlicher Weise die Form eines "T-Gliedes", in dem die Längszweige die in Sperrichtung gespannten Dioden 88 und 100 sind und daher jeweils hohe Impedanz haben. Der Querzweig besteht aus der Parallelschaltung der in Durch­ laßrichtung gespannten Diode 102 und des gesättigten Tran­ sistors 108, die beide jeweils niedrige Impedanz haben und in ihrer Parallelkombination eine besonders niedrige Impedanz ergeben. Der Weg von der Eingangsklemme 14 zur Ausgangsklemme 18 hat daher besonders hohe Dämpfung. Der Transistor 108 erfüllt mehrere Funktionen, ähnlich wie es vorstehend für den Transistor 24 beschrieben wurde.
Die Eingangsklemme 14 ist mit der Ausgangsklemme 16 über die Reihenschaltung der in Durchlaßrichtung gespannten Dioden 86 und 82 und der Induktivität 54 gekoppelt. Der Transistor 42 ist dadurch, daß seine Basis über den Wi­ derstand 46 mit dem annähernden Massepotential der Lei­ tung 36 verbunden ist, gesperrt und bildet damit zwischen seinem Kollektor und Masse eine hohe Impedanz, die prak­ tisch keinen Einfluß auf die Koppelstrecke von der Ein­ gangsklemme 14 zur Ausgangsklemme 16 hat. Der Wert der In­ duktivität 54 ist so gewählt, daß sie mit den Kondensatoren 53 und 55 ein Tiefpaß-π-Glied mit einer Grenzfrequenz bil­ det, die oberhalb der höchsten Frequenz der interessieren­ den Signale liegt.
Zur weiteren Beschreibung sei nun angenommen, daß der an die Klemme 10 gelegte Logikpegel niedriger, d.h. negativer ist als der zweite Logikpegel. Wie bereits erläutert, be­ wirkt dies, daß die Leitung 36 auf annähernd das Potential der Klemme 30 und daß die Leitung 50 auf annähernd das Massepotential gelangt. Das positive Potential, das somit von der Leitung 36 über den Widerstand 70 zum Schaltungs­ punkt 68 gelangt, spannt die Diode 66 in Sperrichtung, da ihre Anode auf annähernd Massepotential liegt. Der Tran­ sistor 24 ist dadurch, daß seine Basis über den Widerstand 26 von der KIemme 10 das annähernde Massepotential empfängt, ausgeschaltet. Die Dioden 62 und 64, deren Kathoden über den Widerstand 74 bzw. 80 mit Masse verbunden sind, werden durch das positive Potential des Schaltungspunktes 68 in Durchlaßrichtung gespannt. Der Transistor 42 wird durch das positive Potential der Leitung 36, das über den Wider­ stand 46 an seine Basis gelegt wird, in die Sättigung ge­ spannt. Dies hat zur Folge, daß vom Kollektor dieses Tran­ sistors annäherndes Massepotential an die Anode der Diode 82 gelegt wird, deren Kathode durch die in Durchlaßrich­ tung gespannte Diode 64 auf einem positiven Potential ge­ halten wird. Die Diode 82 ist deswegen in Sperrichtung ge­ spannt. Ein an die Eingangsklemme 12 gelegtes Signal wird daher über die in Durchlaßrichtung gespannten Dioden 62 und 64 zur Ausgangsklemme 16 gekoppelt und gelangt nicht zur Klemme 18.
Die Diode 94 ist durch das über den Widerstand 96 an ihre Anode gelegte Potential der Leitung 36 und durch das an ihre Kathode über den Widerstand 52 gelegte annähernde Massepotential in Durchlaßrichtung gespannt. Die Dioden 88 und 100 sind durch das positive Potential der Leitung 36, das ihnen über den Widerstand 106 angelegt wird, und durch das annähernde Massepotential, das ihnen über die Wider­ stände 92 und 116 angelegt wird, in Durchlaßrichtung ge­ spannt. Der Transistor 108 ist durch das annähernde Masse­ potential, das seiner Basis über den Widerstand 110 ange­ legt wird, ausgeschaltet. Die Anode der Diode 86 ist über die Induktivität 54 mit dem Kollektor des Transistors 42 verbunden, der sich in der Sättigung befindet, und die Widerstandswerte der Widerstände 106, 92 und 116 stehen in einem solchen Verhältnis zueinander, daß zwischen Anode und Kathode der Diode 86 eine Potentialdifferenz entsteht, welche diese Diode in Sperrichtung spannt. Die Diode 102 ist durch das positive Potential, das von der Leitung 36 über den Widerstand 106 an ihre Kathode gelangt, und das annähernde Massepotential, das über den Widerstand 112 an ihre Anode gelangt, in Sperrichtung gespannt. Ein an die Eingangsklemme 14 gelegtes Signal wird daher über die in Durchlaßrichtung gespannten Dioden 88 und 100 zur Ausgangs­ klemme 18 gekoppelt.
Parasitäre Kopplung eines Signals von der Eingangsklemme 12 zur Ausgangsklemme 18 und eines Signals von der Ein­ gangsklemme 14 zur Ausgangsklemme 16 wird durch die Wir­ kung der Induktivität 54, die das Serienelement eines Dämpfungsnetzwerkes bildet, auf ein sehr niedriges Maß reduziert. Die Induktivität 54 hat im interessierenden Frequenzbereich eine relativ hohe Reaktanz im Vergleich zur zugehörigen Querimpedanz für jede Richtung parasitärer Signalkopplung. Für die eine Richtung parasitärer Signal­ kopplung wird die Querimpedanz durch den gesättigten Tran­ sistor 42 dargestellt. In der anderen Richtung parasitärer Signalkopplung wird die Querimpedanz durch die niedrige Impedanz der in Durchlaßrichtung gespannten Diode 94 dar­ gestellt, die über den Ableitkondensator 98 mit Masse ver­ bunden ist.
Es sei noch erwähnt, daß die Erfindung auch mit einer an­ deren Anzahl von Eingangs- und Ausgangsanschlüssen reali­ siert werden kann. Außerdem können zusätzliche tiefpaßfil­ ternde Abschnitte eingefügt werden, wenn die Dämpfung im "Aus" -Zustand besonders groß sein soll. Solche und andere Modifikationen liegen im Bereich der Erfindung, der durch die Patentansprüche definiert werden soll.

Claims (11)

1. Signalschalter mit einem Signaleingang (12) einem Signalausgang (16) und einem Steuereingang (10) für ein Schaltsignal, das entweder als Durchgangssignal einen Signalweg zwischen dem Signaleingang und dem Signalausgang herstellt oder als Sperrsignal unterbricht,
  • - mit einem antiseriell zwischen den Signaleingang und den Signalausgang geschalteten Diodenpaar (62, 64), von dessen Zwischenpunkt (68) eine Nebenschlußdiode (66) mit solcher Polung an ein Bezugspotential (Masse) gekoppelt ist, daß ihre den zusammengeschalteten Elektroden der antiseriellen Dioden entsprechende Elektrode am Bezugspotential liegt,
  • - mit einem Transistor (24), dessen Hauptstromstrecke ebenfalls von dem Zwischenpunkt zum Bezugspotential gekoppelt ist,
  • - mit einer mit dem Steuereingang gekoppelten Steuerstufe (19), die bei Vorliegen des Durchgangssignals an das Diodenpaar eine Durchlaßvorspannung und an die Nebenschlußdiode sowie an die Steuerelektrode des Transistors eine Sperrvorspannung legt, dagegen bei Vorliegen des Sperrsignals an das Diodenpaar eine Sperrvorspannung und an die Nebenschlußdiode sowie an die Steuerelektrode des Transistors eine Durchlaßvorspannung legt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (24) derart geschaltet ist, daß er in seinem Leitungszustand einen niederohmigen Parallelstrompfad zu der leitenden Nebenschlußdiode (66) bildet.
2. Signalschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der ersten Elektroden des Diodenpaars (82, 86) über ein Tiefpaßfilter (53, 54, 55) mit dem Zwischenpunkt gekoppelt ist.
3. Signalschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter eine Längsinduktivität (54) und eine Querkapazität (53, 55) aufweist.
4. Signalschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter (53, 54, 55) eine genügend hohe Grenz­ frequenz hat, um die zu koppelnden Signale durchzulassen.
5. Signalschalter nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe eine Vorspannungs-Einstelleinrichtung (70, 74, 76, 80; 19, 36, 44, 50, 70, 76) enthält, die auf den Leitfähigkeitszustand der steuerbaren Hauptstromstrecke des Transistors (24; 42) anspricht, um die Durchlaßvorspannung an das Diodenpaar (62, 64; 82, 86) und die Sperrvorspannung an die Nebenschlußdiode (66; 94) zu legen, wenn die steuerbare Haupt­ stromstrecke nichtleitend ist, und um die Durchlaßvorspannung an die Nebenschlußdiode und die Sperrvorspannung an das Diodenpaar zu legen, wenn die steuerbare Hauptstromstrecke leitend ist.
6. Signalschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (24; 42) ein Bipolartransistor ist und daß die Dioden (62, 64, 66; 82, 86, 94) PIN-Dioden sind.
7. Signalschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerpotential, das an die Steuerelektrode des Transistors (24; 42) gelegt wird, um die steuerbare Hauptstromstrecke des Transistors leitend zu machen, den Transistor in den gesättigten Zustand bringt.
8. Signalschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannungspotential von der Steuerstufe über einen ohmschen Widerstand (26) angelegt wird.
9. Signalschalter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen den zweiten Elektroden (Kathoden) der Dioden (62, 64) und dem Signaleingang (12) bzw. dem Signalausgang (16) über zugeordnete Kapazitäten (60 bzw. 61) erfolgt.
10. Signalschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (Anode) der Nebenschlußdiode (66) kapazitiv mit dem Bezugspotential (Masse) gekoppelt ist.
DE19863633045 1985-09-30 1986-09-29 Hochfrequenzschalter Granted DE3633045A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/781,633 US4678929A (en) 1985-09-30 1985-09-30 Radio frequency switch

Publications (2)

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