EA004751B1

EA004751B1 - Переключающее электронное реле

Info

Publication number: EA004751B1
Application number: EA200301086A
Authority: EA
Inventors: Мариан Вана
Original assignee: Емп-Сентаури, Лтд.
Priority date: 2001-05-04
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2004-08-26
Also published as: EP1435133A1; WO2002091574A1; EA200301086A1; CZ11323U1

Abstract

Для переключения электромагнитных сигналов в области от декаметровых до сантиметровых волн сконструировано электронное реле, включающее в себя как минимум две ветви с общим узлом, а каждая ветвь (X, X) оснащается диполем (А), имеющим не менее одного диода (7) и последовательно соединяемым через добавочную емкость (2) с индуктивно-емкостным фильтром нижних частот. Добавочная емкость (2) обладает емкостью как минимум в пять раз выше переходной емкости диода (7). Диполь (А) далее соединяется с источником первого управляющего напряжения (U), в то время как источник второго управляющего напряжения (U) подсоединяется между вводом и зажимом заземления (5) индуктивно-емкостного фильтра нижних частот. Применяемый сетевой емкостный элемент соединен с зажимом заземления (5) и включает в себя полупроводниковый диод (7) с пороговой частотой ниже самой высокой коммутируемой частоты. Предпочтительно, чтобы зажим заземления (5) индуктивно-емкостного фильтра нижних частот соединялся с землей через заземляющий конденсатор (6), величина емкости которого не менее чем в пять раз выше переходной емкости диода (7) индуктивно-емкостного фильтра нижних частот.

Description

Техническая область

Изобретение относится к переключающему электронному реле, в частности, к реле для переключении электромагнитных сигналов в области от декаметровых до сантиметровых волн. Электронное реле оснащается как минимум одним фильтром нижних частот типа Тобразной схемы не менее чем второго порядка и/или π -образной схемы не менее чем второго порядка. Фильтр нижних частот оборудуется не менее чем одним полупроводниковым диодом.

Предварительная информация об изобретении

В области частот с диапазонами свыше единиц мегагерц, в особенности, в области частот, используемых для телевещания, для переключения выбранных частотных диапазонов используется или специальные механические реле с малой емкостью переключающих контактов или специальные электронные реле, переключающие элементы которых оснащаются диодами ΡΙΝ-типа или высокочастотными полевыми транзисторами типа СаЛ§ или фильтрами нижних частот типа Т-образной схемы или πобразной схемы не менее чем второго порядка, где в полупроводниковые диоды в схемах предусматриваются в качестве емкостного элемента. В случае с механическими реле высокие требования к механической конструкции в отношении желательной пренебрежимо малой контактной способности для работы в УКВ-диапазоне приводят к значительным затратам. Электронные реле с диодами ΡΙΝ-типа или высокочастотными полевыми транзисторами типа СаЛ§ требуют высокой точности в производстве и строгого соблюдения требуемой технологии. Все такие требования снова приводят к большим затратам. Переключающее реле, оборудованное фильтрами нижних частот типа Тобразной схемы или π-образной схемы представляет достаточно узкую полосу частот в частотном диапазоне от сотен МГц до единиц ГГц.

Цель изобретения заключается в проектировании переключающего электронного реле, действующего в очень широком диапазоне длин волн, от декаметров до сантиметров.

Сообщение сведений и цель изобретения

Названная цель достигается переключающим электронным реле, оснащенным как минимум одним фильтром нижних частот типа Тобразной схемы не менее чем второго порядка и/или π-образной схемы не менее чем второго порядка. Фильтр нижних частот оборудуется не менее чем одним полупроводниковым диодом. Реле в соответствии с данным изобретением включает в себя, как минимум, две ветви с общим узлом, а каждая ветвь оснащается диполем, имеющим не менее одного полупроводникового диода, и последовательно соединяемым через добавочную емкость с индуктивно-емкостным фильтром нижних частот. Добавочная емкость обладает емкостью, как минимум, в пять раз выше переходной емкости диода. Диполь далее соединяется с источником первого управляющего напряжения, в то время как источник второго управляющего напряжения подсоединяется между вводом и зажимом заземления индуктивно-емкостного фильтра нижних частот, при условии, что применяемый сетевой емкостный элемент соединен с зажимом заземления и включает в себя диод с пороговой частотой ниже самой высокой коммутируемой частоты. Далее в соответствии с настоящим изобретением зажим заземления индуктивно-емкостного фильтра нижних частот может соединяться с землей через заземляющий конденсатор, величина емкости которого не менее чем в пять раз выше переходной емкости диода индуктивноемкостного фильтра нижних частот. Также, далее в соответствии с изобретением общий узел двух ветвей может соединяться с первым переключающим терминалом через, как минимум, один полупроводниковый диод. Переключающее реле, согласно изобретению, позволяет работать с сигналами, частота которых находится в диапазоне от единиц МГц до ГГц, при этом такая работа возможна при помощи простых и надежных технических средств без каких-либо движущихся механических деталей.

Краткое описание чертежей

Изобретение далее иллюстрируется при помощи примеров, представленных на прилагаемых чертежах, где на фиг. 1 иллюстрируется принципиальная схема реле, на фиг. 2, 3 и 4 показаны предпочтительные конструктивные оформления блока А согласно фиг. 1. На фиг. 5, 6 и 7 представлено несколько предпочтительных конструктивных оформлений блока Б согласно фиг. 1. На фиг. 8 предлагается соединение многополюсного реле, где ветви X¹ и X²являются решетками согласно Фиг. 1. На фиг. 9 показано четырех полюсное реле с ветвями X¹ и X² согласно фиг. 1. На фиг. 10 представлено предпочтительное конструктивное оформление двухполюсного реле.

Описание предпочтительных конструктивных оформлений Обращаясь к фиг. 1, на нем показано двухполюсное переключающее реле с двумя взаимно идентичными ветвями X¹, X², которые соединены с общим первым переключающим терминалом 1. Как первая ветвь X¹, так и вторая ветвь X² оснащаются последовательной комбинацией диполя А и триполя В, между которыми подключается добавочная емкость 2. Добавочная емкость 2 обладает емкостью, величина которой, как минимум, в пять раз выше, чем величина переходной емкости полупроводникового диода 7 индуктивно-емкостного фильтра нижних частот. Диполь А через первый нагрузочный резистор 3 соединяется с источником первого управляющего напряжения υ_μ Триполь В соединяется с источником второго управляюще го напряжения и₂, при этом второе управляющее напряжение и₂ соединяется через второй нагрузочный резистор 4 между вводом и зажимом заземления 5 триполя В. Зажим заземления 5 соединяется с землей через заземляющий конденсатор 6, величина емкости которого не менее чем в пять раз выше переходной емкости полупроводникового диода 7 индуктивно-емкостного фильтра нижних частот. Заземляющий конденсатор 6 можно исключить. Первый нагрузочный резистор 3 и/или второй нагрузочный резистор 4 могут заменяться индуктивной нагрузкой, и оба нагрузочных резистора 3, 4 могут даже иметь нулевое значение. Диполь А выполняется при помощи, как минимум, одного полупроводникового диода 7, чья величина пороговой частоты ниже величины максимальной коммутируемой частоты. Полупроводниковый диод 7 подключается в любом направлении проводимости, как следует из фиг. 2, 3 и 4. В качестве триполя В здесь используется индуктивно-емкостный фильтр нижних частот типа Тобразной схемы не менее чем второго порядка и/или π-образной схемы не менее чем второго порядка. Емкостной элемент фильтра включает в себя полупроводниковый диод 7, чья величина пороговой частоты ниже величины максимальной коммутируемой частоты. На фиг. 5 и 6 показаны конструктивные оформления индуктивно-емкостного фильтра нижних частот с Тобразной схемы второго порядка, где схема имеет два индуктора 8, общий узел которых проходит через полупроводниковый диод 7, соединенный с зажимом заземления 5. Конструктивные оформления, представленные на фиг. 5 и 6, отличаются друг от друга только полярностью соединения полупроводникового диода 7. Вывод индуктивно-емкостного фильтра нижних частот представляет собой вывод соответствующей первой ветви X¹ или второй ветви X²переключающего реле, где вывод ветви оснащается вторым переключающим терминалом 10, который обеспечивает соединение с действующей линией. На фиг. 7 предлагается аналогичное соединение индуктивно-емкостного фильтра нижних частот, оборудованного Т-образной схемой пятого порядка.

Первый переключающий терминал 1 и второй переключающий терминал 10 могут быть взаимозаменяемыми. В случае, когда коммутируемый сигнал соединяется с первым переключающим терминалом 1, то тогда нагрузка соединяется со вторым переключающим терминалом 10, и наоборот. Последующие конструктивные оформления следуют из основного двухполюсного межсоединения соответствующего реле. Как можно видеть из фиг. 8, многополюсное реле можно легко построить при помощи составной параллельной комбинации вышеуказанных ветвей X¹, X². Количество η отдельных полюсов реле соответствует количеству применяемых ветвей X¹, X², ...., X¹. Другая возможность, как показано на фиг. 9, представлена конструктивным оформлением, где общая узловая точка первой и второй ветвей X¹, X²соединена с первым переключающим терминалом 1 через последующий диполь А, конструкция которого аналогична описанной выше для каждой отдельной ветви X¹, X². Такую решетку можно также использовать для создания многополюсных реле.

Реле в соответствии с изобретением работает в режиме, описанном следующим образом. Переключающий сигнал проходит только через одну из двух ветвей X¹, X². В случае, когда сигнал должен проходить через первую ветвь X¹, первое управляющее напряжение и1, применяемое на диполе А первой ветви X¹, должно быть такой величины, чтобы соответствующий полупроводниковый диод 7 находился в состоянии проводимости, и указанный сигнал проходил практически без какого-либо затухания, в то время как первое управляющее напряжение ϋι, применяемое на диполе А второй ветви X², должно иметь величину, при которой соответствующий полупроводниковый диод 7 не находился в состоянии проводимости, и сигнал проходил с сильным затуханием. Одновременно второе управляющее напряжение и2 должно иметь величину, при которой соответствующий полупроводниковый диод 7 триполя В первой ветви X¹ не находился в состоянии проводимости, и прохождение названного сигнала осуществлялось бы практически без затухания, в то время как второе управляющее напряжение и₂, применяемое для триполя В второй ветви X², имело бы величину, при которой соответствующий полупроводниковый диод 7 находился бы в состоянии проводимости таким образом, что сигнал проходит через вторую ветвь X² с сильным затуханием. Если сигнал должен проходить только через вторую ветвь X², диполи А и триполи В должны работать в противоположных режимах, как описано выше.

На фиг. 10 показана практическая монтажная схема двухполюсного переключающего реле, созданного в соответствии с изобретением. Названное реле включает в себя первую и вторую ветви X¹, X², общий узел которых соединен с первым переключающим терминалом 1. Диполь А, оснащенный двумя полупроводниковыми диодами 7 в последовательной комбинации, через добавочную емкость 2 соединен с триполем В, оборудованным Т-образной схемой пятого порядка, как показано на фиг. 7. В обход добавочной емкости 2 направлена последовательная комбинация двух нагрузочных резисторов 3, 4 с выводом от их узловой точки. Применяемая Т-образная схема включает в себя последовательную комбинацию трех индукторов 8, где оба узла смежных индукторов 8 проходят через полупроводниковый диод 7, соединенный с зажимом заземления 5. Источник управляющего напряжения и_о соединяется между узловым пунктом двух нагрузочных резисторов 3, 4 и общим узлом первой и второй ветвей Х¹, Х².

Работа данной конструкции реле производится таким образом, что при применении постоянного управляющего напряжения и_о в узловой точке двух нагрузочных резисторов 3, 4 первой ветви X¹ и нулевого напряжения в узловой точке нагрузочных резисторов 3, 4 второй ветви Х² первая ветвь X¹ находится в состоянии непроводимости, и сигнал не проходит, в то время как вторая ветвь X² находится в состоянии проводимости, и, соответственно, сигнал должен проходить. С другой стороны, когда нулевое напряжение используется в узловой точке нагрузочных резисторов 3, 4 первой ветви X¹ и при постоянном управляющем напряжении и_о в узловой точке нагрузочных резисторов 3, 4 второй ветви Х² первая ветвь X¹ находится в состоянии проводимости, тем самым позволяя сигналам проходить, а вторая ветвь X² находится в состоянии непроводимости, блокируя прохождение сигналов.

Промышленное применение

Настоящее изобретение предназначается для оборудования для частного и коллективного приема сигналов наземного или спутникового телевидения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Переключающее электронное реле, в частности, реле для переключения электромагнитных сигналов в области от декаметровых до сантиметровых волн; реле оснащается, как минимум, одним частотным фильтром типа Тобразной схемы не менее чем второго порядка и/или π-образной схемы не менее чем второго

Фиг. 1 порядка, где фильтр нижних частот оборудуется не менее чем одним полупроводниковым диодом, характеризуемое тем, что оно включает в себя, как минимум, две ветви с общим узлом, а каждая ветвь (X¹, X²) оснащается диполем (А), имеющим не менее одного полупроводникового диода (7), и последовательно соединяемым через добавочную емкость (2) с индуктивноемкостным фильтром нижних частот, добавочная емкость (2) обладает емкостью, как минимум, в пять раз выше переходной емкости диода (7), диполь (А) далее соединяется с источником первого управляющего напряжения (И₁), в то время как источник второго управляющего напряжения (и₂) подсоединяется между вводом и зажимом заземления (5) индуктивно-емкостного фильтра нижних частот, при условии, что применяемый сетевой емкостный элемент соединен с зажимом заземления (5) и включает в себя полупроводниковый диод (7) с пороговой частотой ниже самой высокой коммутируемой частоты.
2. Переключающее электронное реле по п.1 характеризуется тем, что зажим заземления (5) индуктивно-емкостного фильтра нижних частот может соединяться с землей через заземляющий конденсатор (6), величина емкости которого не менее чем в пять раз выше переходной емкости диода (7) индуктивно-емкостного фильтра нижних частот.
3. Переключающее электронное реле по п.1 или 2 характеризуется тем, что узел двух ветвей (X¹, X²) соединяется с первым переключающим терминалом (1) через, как минимум, один диод (7).