PL166370B1 - Uklad przelaczajacy z polaczonymi kaskadowo obwodami przelaczania PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Uklad przelaczajacy z polaczonymi kaskadowo obwodami przelaczania, zawiera- jacy diode, której pierwsza elektroda jest dola- czona przez kondensator blokujacy do zródla przelaczanego sygnalu wejsciowego i druga elektroda jest dolaczona przez obwód wyjs- ciowy do koncówki wyjsciowej, oraz obwód regulacji polaryzacji, znamienny tym, ze obwód regulacji polaryzacji zawiera pierwszy rezystor (62) wlaczony pomiedzy druga elektrode diody (14) i koncówke wejsciowa (25) zasilania napieciem dodatnim, drugi rezystor (64) dola- czony do pierwszej elektrody diody (14) oraz dwustanowy przelacznik sterujacy (60), który laczy w pierwszym stanie mase (66) z pierwsza elektroda diody (14) przez drugi rezystor (64) oraz tworzy w drugim stanie odlaczenie masy (66) od pierwszej elektrody diody (14). FIG 1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ przełączający z połączonymi kaskadowo obwodami przełączania do zwiększenia tłumienia niewłaściwych składowych sygnału o wielkich częstotliwościach.

Zapewnienie tłumienia przez przełącznik układu przełączającego, gdy przełącznik jest wyłączony, tak zwane tłumienie pozastanowe, stanowi ważną zaletę, zwłaszcza w zastosowaniach, w których przełączany sygnał ma dużą energię składowych o wielkich częstotliwościach. Dla przykładu, jeżeli przełączenie ma miejsce w urządzeniu telewizyjnym poprzez wybór sygnału spośród dużej liczby wejściowych sygnałów wizyjnych, na przykład w przyrządach rejestrujących, odbiornikach, monitorach, generatorach itd., ważne jest, żeby wejściowy sygnał wizyjny, który nie jest wybrany, był tłumiony do wartości poniżej poziomu minimalnego w celu zapobiegania interferencji z wybranym wejściowym sygnału wizyjnym. Tłumienie nie wybranego sygnału wizyjnego jest wymagane przynajmniej o 60 dB, a korzystnie więcej, co przy częstotliwościach sygnałów wizyjnych nie jest łatwe do uzyskania za pomocą znanych przełączników scalonych, na przykład z powodu występowania pojemności pasożytniczych.

Znane są układy przełączające do tłumienia pozastanowego z przełącznikami scalonymi, w których zastosowano połączenie kaskadowe tak, że tłumienia pozastanowe są dodawane.

Znany jest na przykład z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 521 810 układ przełączający z połączonymi kaskadowo obwodami przełączania do poprawy tłumienia pozastanowego w selektorze źródła wizyjnego. W tym układzie przełączającym wtórnik emiterowy jest połączony kaskadowo z przełącznikiem scalonym, wykonanym na przykład komplementarną technologią typu metal-tlenek-półprzewodnik, a do bazy tranzystora wtórnika emiterowego jest dołączony tranzystor stabilizujący sterowany tak, że odłącza on wtórnik emiterowy, gdy przełącznik scalony jest otwarty. Dzięki temu przełączany sygnał wizyjny jest tłumiony zarówno przez odłączony wtórnik emiterowy, jak i przez przełącznik scalony, gdy przełącznik jest wyłączony.

Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 638 181 układ przełączający z połączonymi kaskadowo obwodami przełączania dla sektora źródła sygnałów. W tym układzie przełączającym przełącznik diodowy jest połączony szeregowo z przełącznikiem scalo166 370 nym. Obwód polaryzacji dostarcza prąd włączenia przez przełącznik scalony do przełącznika diodowego, gdy przełącznik scalony jest zamknięty. Inny obwód polaryzacji zapewnia przeciwną polaryzację dla przełącznika diodowego, gdy przełącznik scalony jest otwarty. Maksymalne tłumienie pozastanowe zapewnia dioda półprzewodnikowa, mająca bardzo małą pojemność złącza, zmniejszająca do minimum sprzężenia pasożytnicze, gdy jest wyłączona. Te znane układy przełączające z połączonymi kaskadowo obwodami przełączania zapewniają doskonałe parametry tłumienia. Jednak oba te układy są stosunkowo złożone, gdyż wymagają zastosowania tranzystora stabilizującego lub oddzielnego źródła napięcia przeciwnej polaryzacji do utrzymywania przełącznika w stanie wyłączenia.

Znany układ przełączający zawiera diodę, której pierwsza elektroda jest dołączona przez kondensator blokujący do źródła przełączanego sygnału wejściowego i druga elektroda jest dołączona przez obwód wyjściowy do końcówki wyjściowej, oraz obwód regulacji polaryzacji.

W układzie przełączającym według wynalazku obwód regulacji polaryzacji zawiera pierwszy rezystor, włączony pomiędzy drugą elektrodę diody i końcówkę wejściową zasilania napięciem dodatnim, drugi rezystor dołączony do pierwszej elektrody diody oraz dwustanowy przełącznik sterujący, który łączy w pierwszym stanie masę z pierwszą elektrodą diody przez drugi rezystor oraz tworzy w drugim stanie odłączenie masy od pierwszej elektrody diody.

Do drugiej elektrody diody jest dołączony wzmacniacz. Do wzmacniacza jest dołączony nieaddytywny mikser. Wzmacniacz i nieaddytywny mikser są połączone kaskadowo.

Nieaddytywny mikser ma pierwsze wejście dołączone do wyjścia wzmacniacza i drugie wejście dołączone do końcówki wejściowej napięcia polaryzacji.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie przełącznika wraz z diodą w układzie przełączającym, który nie wymaga zastosowania oddzielnego źródła przeciwnej polaryzacji do utrzymywania przełącznika w stanie wyłączenia.

Wynalazek zapewnia zwiększenie tłumienia niewłaściwych składowych sygnału o wielkich częstotliwościach, dzięki zastosowaniu dwustanowego przełącznika, który w pierwszym stanie powoduje polaryzację diody w kierunku przewodzenia, a w drugim stanie powoduje izolację stałoprądową pierwszej końcówki diody.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ przełączający z połączonymi kaskadowo obwodami przełączania w schemacie ideowym i fig. 2 - układ przełączający, częściowo w schemacie ideowym i częściowo w schemacie blokowym, dla odbiornika telewizji kolorowej.

Figura 1 przedstawia układ przełączający mający końcówkę wejściową 10 do odbioru sygnału wejściowego Si, który ma być przełączony oraz końcówkę wyjściową 12 do dostarczania przełączanego sygnału wyjściowego. Dioda 14 ma katodę 16 dołączoną poprzez kondensator blokujący 20 do końcówki wejściowej 10 oraz anodę 18 dołączoną poprzez obwód wyjściowy do końcówki wyjściowej 12. Obwód wyjściowy 12 zawierający połączenie kaskadowe wzmacniacza 30 i nieaddytywnego miksera 40. Wzmacniacz 30 zawiera tranzystor npn Q1, którego baza jest dołączona do anody 18 diody 14. Emiter tranzystora npn Q1 jest dołączony do źródła potencjału odniesienia, czyli masy, przez rezystor emiterowy 32, natomiast kolektor jest dołączony do końcówki wejściowej 25 zasilania poprzez rezystor 34 obciążenia kolektora. Do końcówki wejściowej 25 jest doprowadzane dodatnie napięcie zasilania + Vs. Nieaddytywny mikser 40 zawiera parę tranzystorów npn Q2 i Q3, których kolektory są dołączone do końcówki wejściowej 25, natomiast emitery są dołączone do końcówki wyjściowej 12 i do masy poprzez źródło prądowe 42. Źródło prądowe 42 może stanowić rezystor lub spolaryzowany tranzystor. Baza 44 tranzystora Q2 służy jako jedno wejście nieaddytywnego miksera 40 i jest dołączona do wyjścia wzmacniacza 30 poprzez kolektor tranzystora Q1. Baza 46 tranzystora Q3 służy jako drugie wejście nieaddytywnego miksera 40 i jest dołączona do końcówki wejściowej 50, do której jest doprowadzane stałoprądowe napięcie polaryzacji Vb lub drugi sygnał wejściowy, który ma być przełączany. Pozostałe elementy z fig. 1 stanowią obwód regulacji polaryzacji dla diody 14, służący do zapewniania pierwszego stanu pracy, w którym dioda 14 jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, w celu dostarczenia sygnału wejściowego Si na końcówkę wyjściową 12 przez wzmacniacz 30 i nieaddytywny mikser 40 i w celu zapewniania drugiego stanu pracy, w którym katoda 16 diody 14 jest odłączona od prądu stałego.

166 370

Dioda 14 prostuje składową zmiennoprądową sygnału wejściowego Si, dostarczaną przez kondensator blokujący 20 i w ten sposób wytwarza napięcie przeciwnej polaryzacji, które wprowadza diodę 14 w stan wyłączenia czyli nieprzewodzenia. Wzmacniacz 30 i nieaddytywny mikser 40 zapewniają dalsze tłumienie sygnału wejściowego w odpowiedzi na stany diody 14. Obwód regulacji polaryzacji zawiera pierwszy rezystor 62 włączony pomiędzy końcówkę wejściową 25 zasilania i anodę 18 diody oraz drugi rezystor 64 połączony szeregowo z przełącznikiem sterującym 60 pomiędzy katodą 16 diody 14 i źródłem potencjału odniesienia czyli masą 66.

Działanie układu przełączającego z fig. 1 zostanie najpierw opisane dla przykładu, w którym przełącznik sterujący 60 jest zamknięty. W tym stanie obwód stałoprądowy występuje pomiędzy końcówką wejściową 25 zasilania i masą 66 poprzez rezystor 62, diodę 14, rezystor 64 i przełącznik 60. Przepływ prądu w tym obwodzie daje dwa skutki. Po pierwsze następuje polaryzacja w kierunku przewodzenia diody 14 i wówczas dioda 14 przewodzi zmiennoprądową składową sygnału wejściowego Si do bazy tranzystora Q1 wzmacniacza 30. Po drugie rezystory 62 i 64 oraz dioda 14 tworzą dzielnik napięcia, który dostarcza kompensowane temperaturowo napięcie stałe polaryzacji do bazy tranzystora Q1 i w wyniku tego wprowadza tranzystor Q1 w stan pracy liniowej. Kompensacja temperaturowa wynika z tego, że zmiany napięcia złącza baza-emiter tranzystora Q1 występują wraz z podobnymi zmianami napięcia złącza p-n diody 14. W tym stanie pracy dioda 14 spełnia podwójną funkcję: zapewnienie sprzężenia składowej zmiennoprądowej sygnału wejściowego Si i zapewnienie kompensacji temperaturowej napięcia złącza baza-emiter tranzystora Q1 we wzmacniaczu 30. Wzmacniacz 30 wzmacnia składową zmiennoprądową sygnału wejściowego przechodzącego przez diodę 14. Wzmocnienie wzmacniacza 30 jest określone, z dużym przybliżeniem, przez stosunek wartości rezystancji rezystorów 34 i 32 obciążeń kolektora i emitera. Rezystory 34 i 32, w połączeniu z polaryzacją stałoprądową, przyłożoną do bazy tranzystora Q1, określają także napięcie spoczynkowe kolektora, które jest czynnikiem rozważanym przy działaniu następnego stopnia nieaddytywnego miksera 40. Zalecany jest taki stan polaryzacji wzmacniacza 30, który zapewnia wyjściowy sygnał napięciowy, mieszczący się w zakresie określonym przez napięcie zasilania + Vs, dostarczane do końcówki wejściowej 25 i napięcie polaryzacji Vb, dostarczane do końcówki wejściowej 50. Przykładowo można wybrać polaryzację stałoprądową wzmacniacza 30 tak, że wartość napięcia wyjściowego wynosi około trzy czwarte wartości napięcia zasilania + Vs, a wartość napięcia polaryzacji Vb można wybrać jako równą połowie wartości napięcia zasilania + Vs. Ważne dla wynalazku jest to, że napięcie zasilania Vb nieaddytywnego miksera 40 jest mniejsze niż napięcie zasilania + Vs wzmacniacza 30 i że wzmacniacz 30 jest spolaryzowany do poziomu spoczynkowego, pomiędzy wartościami napięć zasilania + Vs i Vb. Dla przykładu, wzmacniacz 30 zasilany napięciem równym 12 V może być spolaryzowany właściwie dla zapewnienia spoczynkowego napięcia wyjściowego równego 9 V, a napięcie polaryzacji Vb dostarczane do nieaddytywnego miksera 40 może być równe 6 V.

Wzmocniony sygnał na wyjściu, to znaczy na kolektorze tranzystora Q1 wzmacniacza 30, jest dostarczany do tranzystora Q2 nieaddytywnego miksera 40. Tranzystor Q3, spolaryzowany stałoprądowo napięciem mniejszym niż tranzystor Q2, zostaje więc wyłączony, a tranzystor Q2 i źródło prądowe 42 działają jak wtórnik emiterowy, doprowadzający wzmocniony sygnał wyjściowy do końcówki wyjściowej 12.

Zamknięcie przełącznika sterującego 60 powoduje polaryzację w kierunku przewodzenia diody 14, która następnie spełnia podwójną funkcję: doprowadzanie składowej zmiennoprądowej sygnału Si do wzmacniacza 30 i wytwarzanie kompensowanego temperaturowo napięcia polaryzacji prądu stałego dla wzmacniacza 30. Wzmacniacz 30 wzmacnia doprowadzany sygnał i dostarcza napięcie wyjściowe o poziomie stałoprądowym, które polaryzuje przeciwnie tranzystor Q3 nieaddytywnego miksera 40 i jest doprowadzane do końcówki wyjściowej 12 przez tranzystor Q2 działający jak wtórnik emiterowy.

Działanie układu przełączającego z fig. 1 zostanie teraz opisane dla przypadku, w którym przełącznik sterujący 60 jest otwarty. W tym stanie nie występuje żaden obwód stałoprądowy od katody 16 diody 14 do dowolnego punktu w układzie przełączającym. Odłączenie stałoprądowe katody 16 diody 14 daje wiele istotnych skutków przy działaniu układu poprzednio opisanego. Pierwszym skutkiem jest to, że jego stan umożliwia diodzie 14 prostowanie składowej zmiennoprądowej sygnału wejściowego Si i pamiętanie wyprostowanego napięcia na kondensatorze 20. Kon166 370 densator 20 jest ładowany przez prąd płynący przez rezystory 62 i diodę 14, gdy nagłe wzrosty sygnału wejściowego są mniejsze niż napięcie anody diody 14. Nie ma żadnego obwodu rozładowania i przez to zgromadzony ładunek powoduje przeciwną polaryzację diody 14 i tłumienie sygnału wejściowego. Drugim skutkiem otwarcia przełącznika sterującego 60 jest to, że rezystory 62 i 64 nie polaryzują już tranzystora Q1 wzmacniacza 30 w stan pracy liniowej. Prąd płynący przez rezystor 62 przesterowuje tranzystor Q 1w stan pracy nieliniowej, w której tranzystorjest w stanie nasycenia lub przynajmniej blisko niego. Pełne nasycenie nie ma zasadniczego znaczenia. Ważne dla wynalazku jest to, żeby polaryzacja stałoprądowa tranzystora Q1 była zmieniona jedynie wystarczająco dla zmniejszenia napięcia kolektora do poziomu wystarczającego do przeciwnej polaryzacji tranzystora Q2 w nieaddytywnym mikserze 40. Ten poziom stanowi każde napięcie mniejsze niż napięcie polaryzacji Vb prądu stałego, doprowadzane do końcówki wejściowej 50. Wówczas gdy to nastąpi, tranzystor Q2 jest spolaryzowany przeciwnie i tranzystor Q3 działa w połączeniu ze źródłem 42 prądu jak wtórnik emiterowy doprowadzający sygnał polaryzacji Vb do końcówki wyjściowej 12. W otwartym stanie pracy przełącznika sterującego 60 sygnał wejściowy Si jest tłumiony przez diodę 14, która wytwarza napięcie wyłączające w wyniku wyprostowania sygnału wejściowego, przez wzmacniacz 30 i przez nieaddytywny mikser 40.

Figura 2 przedstawia zastosowanie układu przełączającego z fig. 1 do selektywnego przełączania dwóch wejściowych sygnałów chrominancji w odbiorniku telewizji kolorowej, podając przykładowo wartości elementów i napięć.

Odbiornik telewizji kolorowej z fig. 2 zawiera standardowy obwód strojenia i przetwarzania 200 częstotliwości pośrednich, mających końcówkę wejściową 210 do odbioru modulowanego, wejściowego sygnału wizyjnego o wielkich częstotliwościach oraz wyjście do dostarczania demodulowanego, wyjściowego sygnału wizyjnego pasma podstawowego. Inne złożone, wejściowe sygnały wizyjne pasma podstawowego są dostarczane przez pomocnicze łącza wejściowe 212 i 214. Łącze wejściowe 216 służy do odbioru wejściowego sygnału wizyjnego pasma podstawowego, posiadającego sygnał luminancji SVHS-Y i sygnał chrominancji SVHS-C. Czteropozycyjny przełącznik 220 selektora służy do selektywnego doprowadzania sygnałów S1, sygnałów na łączach wejściowych 212 i 214 oraz sygnału luminancji SVHS-Y do wejścia 222 filtru grzebieniowego 230. Wybór kanału dla układu strojenia 200 i wybór sygnału przez przełącznik 220 selektora są sterowane przez obwód sterujący 240. Filtr grzebieniowy 230 ma wyjście luminancji Y i wyjście chrominancji C, dołączone do obwodu przetwarzania 250 i wyświetlania sygnałów wizyjnych. Filtr grzebieniowy 230 ma stopień wyjściowy wtórnika emiterowego dla sygnału chrominancji, który jest reprezentowany przez rezystor Q3 i źródło prądowe 42, przy czym baza tranzystora Q3 jest spolaryzowana napięciem równym 6 V. Te elementy są identyczne, jak stosowane w nieaddytywnym mikserze 40. Obecność wtórnika emiterowego w filtrze grzebieniowym 230 eliminuje korzystnie potrzebę zastosowania tego elementu w przełączniku 280 sygnałów chrominancji SVHS-C, co zostanie opisane. Przełącznik 280 sygnałów chrominancji odpowiada przełącznikowi z fig. 1 z następującymi zmianami. Po pierwsze, rezystor 282 kończący sygnał wejściowy jest włączony pomiędzy końcówką wejściową 10 i masą. Rezystor 282 kończy sygnał chrominancji SVHS-C, dostarczany przez łącze 216 o standardowej impedancji równej 75 omów. Zabezpieczenie przed rozładowaniem elektrostatycznym jest zapewnione przez rezystor 284, połączony szeregowo z kondensatorem 20. Rezystor 64 z fig. 1 jest zrealizowany przez połączenie szeregowe pary rezystorów o wartościach 2,7 kiloomów, których połączone końcówki są dołączone do masy poprzez kondensator o wartości 470 pikofaradów. Obwód ten działa jak filtr dolnoprzepustowy, który spełnia podwójną funkcję: tłumienie szumu z przełącznika sterującego 60 przy wchodzeniu do kanału przetwarzania syganłu chrominancji i tłumienie sygnałów chrominancji przy wchodzeniu do przełącznika sterującego 60. Inną zmianą jest włączenie nieizolowanego rezystora o wartości 470 omów pomiędzy bazę tranzystora Q1 i anodę diody 14, w celu eliminacji pojemności pasożytniczych związanych z tranzystorem Q1. Przełącznik sterujący 60 jest dołączony do sterowanika 240.

Podczas pracy obwód sterujący 240 wybiera sygnały, które są przeznaczone do wyświetlania, przez przełączniki sterujące 220 i 60. Dla przykładu, przy wyborze sygnałów wizyjnych S1, sygnałów na łączach wejściowych 212 lub 214, obwód sterujący 240 wysyła sygnały selekcji do przełącznika 220 i równocześnie wysyła do przełącznika sterującego 60 sygnał zakazu, który powoduje otwarcie przełącznika sterującego 60. To uniemożliwia przepływ sygnału w obwodzie

166 370 sygnału chrominancji. W tym stanie pracy dioda 14 jest wprowadzana do stanu wyłączenia przez wyprostowanie sygnału chrominancji, jeżeli on występuje, wzmacniacz 30jest wprowadzany w stan nasycenia lub bliski nasyceniu i nieaddytywny mikser 40 wybiera sygnał wyjściowy filtru grzebieniowego 230. Po wybraniu źródła 216 sygnału chrominancji przez obwód sterujący 240, przełącznik 220 doprowadza sygnał luminancji do obwodu przetwarzania 250, natomiast sygnał chrominancji jest doprowadzany do obwodu przetwarzania 250 przez diodę 14, wzmacniacz 30 i nieaddytywny mikser 40.

FIG. 2

FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ przełączający z połączonymi kaskadowo obwodami przełączania, zawierający diodę, której pierwsza elektroda jest dołączona przez kondensator blokujący do źródła przełączanego sygnału wejściowego i druga elektroda jest dołączona przez obwód wyjściowy do końcówki wyjściowej, oraz obwód regulacji polaryzacji, znamienny tym, że obwód regulacji polaryzacji zawiera pierwszy rezystor (62) włączony pomiędzy drugą elektrodę diody (14) i końcówkę wejściową (25) zasilania napięciem dodatnim, drugi rezystor (64) dołączony do pierwszej elektrody diody (14) oraz dwustanowy przełącznik sterujący (60), który łączy w pierwszym stanie masę (66) z pierwszą elektrodą diody (14) przez drugi rezystor (64) oraz tworzy w drugim stanie odłączenie masy (66) od pierwszej elektrody diody (14).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że do drugiej elektrody diody (14) jest dołączony wzmacniacz (30).
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że do wzmacniacza (30) jest dołączony nieaddytywny mikser (40).
4. 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że wzmacniacz (30) i nieaddytywny mikser (40) są połączone kaskadowo.
5. 5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że nieaddytywny mikser (40) ma pierwsze wejście dołączone do wyjścia wzmacniacza (30) i drugie wejście (46) dołączone do końcówki wejściowej (50) napięcia polaryzacji.