KR910001937Y1 - 아날로그 스위치회로 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

아날로그 스위치회로
제1도는 종래의 회로도.
제2도는 제1도의 등가 회로도.
제3도는 제1도의 동작에 따른 입출력 전압 그래프.
제4도는 본 고안을 따른 회로도.
제5도는 제4도의 등가회로도.
제6도는 제5도에서 소정 스위치 제어시의 등가회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 디코우더 20 : 신호원 발생수단
30 : 스위치수단 40 : 증폭기
Rs1-Rsn : 신호원 출력저항 R1-Rn, R1'-Rn' : 피드백저항
본 고안은 아날로그 스위치회로에 관한 것으로, 특히 피드백 이론을 이용하여 방향성 도통 편차를 줄일수 있는 아날로그 스위칭회로에 관한 것이다.
제1도, 제2도, 제3도를 참조하여 종래의 아날로그 스위칭회로를 설명한다.
제1도는 종래회로도로써 도시하지 않은 마이컴으로 부터 인가되는 제어신호(A0, B0)를 디코우더(1)에서 디코딩하여 아날로그스위치의 스위칭제어신호를 인가한다. 상기 디코우더(1)에서 출력한 상기 스위칭제어신호에 의해 해당스위치를 "온"스위칭하여 아날로그 신호를 증폭기(3)를 통하여 출력한다.
상기 과정을 제1도의 등가회로도인 제2도를 참조하여 설명하면, x11, x12, x13를 X라 하고 y11, y12, y13를 Y라 칭한다.
스위칭회로의 X에서 Y방향으로 전류가 흐를때의 통전 저항을이라 하고, Y에서 X방향으로 전류가 흐를때의 통전저항을라 할때,인 경우가 발생하여의 영향이 생긴다. 이때은 Ra, Rc, Re로 각각 표기하고은 Rb, Rd, Rf로 각각 표기한다.
그래서 제1도의 동작에 따른 입출력 전압그래프인 제3도와 같은 비선형적인 T1≠T2가 되어 신호전달시 왜곡을 발생한다.
하기(1)식, (2)식, (3)식, (4)식을 이용하여,에 대한 영향을 계산할수 있다.
따라서 X→Y로 흐를때
Y→X로 흐를때
(단, Rs11, Rs12, Rs13는 Rs라 칭하고 R11, R12, R13은 R10라 칭한다)
상기 (4)식과 같이 H(s)의 변화에 대한 페루우프 감도는 매우 큰 강도가 발생되므로 영점을 기준으로 양 및 음의 사인파 입력신호(Vs11, Vs12, Vs13)가 들어가면 출력신호(V0)에는 비대칭 현상이 발생되었던 문제점이있었다.
따라서 본 고안의 목적은 아날로그 스위치 회로에서 신호전달시, 방향성 도통편차에 의해 발생되는 왜곡을최소화 할수있는 회로를 제공함에 있다.
이 본 고안을 제4도를 참조하여 상세히 설명한다.
제4도는 본 고안을 따른 호로도로써, 도시하지 않은 마이컴으로 부터 인가되는 제어신호를 디코딩하여 해당스위칭 소자를 제어하기 위한 신호를 발생하는 디코우더(10)와 다수개의 아날로그 신호를 발생하는 신호원 발생수단(20)과, 상기 다수의 아날로그 신호원중 소정 제어신호에 의해 해당 아날로그 신호원을 스위칭 출력하는 스위칭수단(30)과, 상기 스위치수단(30)의 출력신호를 반전 증폭 출력하는 증폭기(40)로 구성하고, 상기 증폭기(40)출력단과 스위치 수단(30)입력단에 피드백 저항을 접속하여 구성한다.
상술한 구성에 의거 제4도를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저 피드백(feed back)이론에 의하면, 페루프 총전달함수는 상기 (1)식과 같으며, 상기 (1)식의 G(s)를 하기 (5)식이라 한다.
G(s)=G1(s) G2(s) ……(5)
(G1(s) : 쌍방향 아날로그 스위치의 전달함수, G2(s) : 임의의 전달함수)
상기 (5)식에서 G2(s)값을 매우 크게 하면 상기 (2)식으로 T(s)는 H(s)의 값에만 관계한다. 즉 G1(s)값의 감도는 하기 (6)식으로, G2(s)값만 크다면 G1(s)에 의한 변동을 억제할수 있다.
도시되지 않은 마이컴으로 부터 인가되는 제어신호(A, B)를 디코우더(10)에서 디코딩하여 선택된 스위칭 소자에 출력한다.
상기 디코딩 신호에 따라 스위칭 소자가 동작되면 해당 입력신호원(Vs1-Vsn)중에서 선택되어 신호원 출력저항(Rs1-Rsn) 및 피드백저항(R1-Rn)을 통해 증폭기(40)의 반전단자로 인가되어 증폭 출력하고, 상기 증폭기(40)의 반전 단자로 인가되어 증폭 출력하며, 상기 증폭기(40) 출력신호는 피드백저항(Rl'-Rn')을 통하여 각각의 스위칭소자 입력단으로 출력한다. 상기의 동작을 제5도 및 제6도를 참조하여 설명하여 보면, 제5도는 제4도의 본 고안을 따른 등가회로도이다. 3개의 아날로그 스위치로 구성되었을시의 실시예로서 구성은 하기와 같다.
3개의 아날로그신호를 발생하는 신호원 발생수단(12)과, 6개의 아날로그 스위치로 구성되어 상기 아날로그 신호원을 각각의 소정 선택신호에 의해 스위칭 출력하는 스위치수단(13)과, 상기 스위치수단의 출력을 증폭 출력하는 증폭수단(14)과, 소정 제어신호를 디코딩하여, 상기 스위치수단(13)의 해당 아날로그 스위치를 제어하기 위한 디코우더(11)로 구성된다.
상기 3개의 스위치의 구성은 동일하며 디코우터(11)진리표는 하기표1과 같고 하기표2로 표기한다.
[표 1] (0 : 활성, X : 비활성)
[표 2]
여기서 상기 (표1)에서 디코우더(11)의 출력이 A가 "하이"이고 B가 "로우"신호를 발생한다고 가정한다.
그러면 제어출력 a,b,c중 b가 활성 상태가 되어 제1스위치(Swb2)가 "온"상태이고 제2스위치(Swa2)는 "오프"상태가 되도록 하는데, 이는 제1스위치(Swb2)에 인버터(12)를 걸어 제1스위치(Swb2)와 제2스위치(Swa2)가 반대로 동작하도록 한다. 따라서 입력신호원(Vs2)이 선택되어 출력되는데 이때 제1스위치(Swb1, Swb3)는 "오프"가 되고 제2스위치(Swb1, Swb3)는 "온"이 된다.
제6도는 제5도에서 입력신호원(Vs2)이 선택되었을시의 등가회로도써, 입력신호(Vs2)에서 양의 신호가 인가될때, 상기 제1스위치(Swb1, Swb3) 가 "오프" 되고, 제2스위치(Swb1, Swb3) 가 "온" 되므로 저항(Rb1, Rb3, Rb2, Ru2)의 영향이 없어진다. 그리고 입력신호원(Vs1)은 저항(R1, Rd1, Ru1)에 의하여 분압이 되고, 다시 저항(Rf1)과 증폭기의 출력저항(Rof : 페루프상)에 의하여 본압되어 출력신호(Vo)에 나타난다.
또한 입력신호원(Vs3)도 저항(R3, Rd3, Ru3)에 의하여 분압되고, 다시 저항(Rf3)과 증폭기의 출력저항(Rof)에 의하여 분압되어 출력 신호원(Vo)에 나타나므로 상기 저항에 대한 영향이 없어진다. (R1(R3)≫Rd1(Rd3), Ru1(Ru3)≫Rof(출력저항)=0) 따라서 입력신호원(Vs2)에서 양의 신호를 인가하면, 이 신호는 저항(Rs2, R2)을 통해 x2에서 y2방향으로 전류가 흘러 다이오드(D3) 및 저항(Rf2)을 통하고, 음의 신호가 인가되면, 이 신호는 저항(Rf2)을 통하고, 음의 신호가 인가되면 y2에서 x2방향으로 전류가 흘러 다이오드(D4) 및 저항(Rb2)을 통하여 증폭기의 반전단자를 통해 출력한다. 상기 출력신호는 피드백 저항(R2')을 통하여 아날로그 스위치 입력단으로 궤환 연결되어 출력한다. 이와같이 상기(1)식의 총전달함수에서 하기(7)식이 성립된다.
상기 (7)식에서 저항(Rf2, Rb2)에 의한 영향은 상기 (4)식 및 (6)식에 의해 종래보다 감도가만큼 감소된다. 또 Ri》Rf2(Rbl),G(s)》1이므로 상기 (2)식과 같이 피드백 함수 H(s)에만 영향이 있다. 즉 저항(Rf2, Rb2)에 대한 영향은 거의 없으며, 출력신호원(Vo)은 저항(R2, R2')에 의해서만 결정된다.
상술한 바와같이 신호전달시 방향성 저항이 다를때 발생되는 신호왜곡을로 줄일수 있어 선형적 특성을 갖고 제품의 안정된 동작 및 신뢰성이 있으며, 각 입력신호원에 대하여 각각 피드백 함수를 가져 이득을 각각 지정할수 있어, 오디오 앰프의 셀렉터와 멀티플레어의 셀렉터, 비디오 프로세서의 셀럭터, 튜너의 밴드 셀렉트등에 이용하여 제품의 다양화 할수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 다수개의 아날로그 신호를 발생하는 신호원 발생수단과, 다수개의 아날로그 스위치로 구성되어 상기 아날로그 신호원을 각각의 소정 선택신호에 의해 스위칭 출력하는 스위치수단과, 상기 스위치수단의 출력을 증폭출력하는 증폭수단과, 소정 제어신호를 디코딩하여, 상기 스위치수단의 해당 아날로그 스위치를 제어하기 위한 상기 선택신호를 발생하는 아날로그 스위칭회로에 있어서, 상기 각 아날로그 신호원 출력단에 궤환저항(R1-Rn)의 일단을 접속하고 상기 증폭수단의 타출력단과, 상기 궤환저항(R1-Rn)의 타단 사이에 궤환저항(R1'-Rn')을 접속함과 동시에 스위치수단의 해당 입력단에 접속하도록 구성함을 특징으로 하는 아날로그 스위치회로.
  2. 제1항에 있어서, 스위치수단이 제1스위치와 제2스위치가 반대 동작을 하며, 제1스위치가 "온"이면 아날로그 신호원이 출력하기 위한 제1수단과, 제2스위치가 "온"이면 아날로그 신호원을 접지하기 위한 제2수단으로 구성함을 특징으로 하는 아날로그 스위치회로.
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