RU1780169C

RU1780169C - Analog signal switch

Info

Publication number: RU1780169C
Application number: SU904875026A
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Мечтанов
Original assignee: Бердское специальное конструкторское бюро
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1990-10-15
Publication date: 1992-12-07

Abstract

Изобретение относитс к электронной технике и может быть использовано, например, дл построени многоканального коммутатора аналоговых сигналов в измерительных системах. Коммутатор содержит: две чейки коммутации 1 и 2, кажда из которых содержит операционный усилитель 12, два нормально разомкнутых ключа 15 и 16, нормально замкнутый ключ 13, четыре резистора 14, 17, 18 и 19. 1 ил.The invention relates to electronic equipment and can be used, for example, to build a multi-channel analog signal switch in measurement systems. The switch contains: two switching cells 1 and 2, each of which contains an operational amplifier 12, two normally open switches 15 and 16, a normally closed switch 13, four resistors 14, 17, 18 and 19. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к электронной технике, может быть использовано, например , дл построени многоканального коммутатора аналоговых сигналов в измерительных системах, а также дл построени входного коммутатора РЭА.The invention relates to electronic equipment, for example, for building a multi-channel analog signal switch in measuring systems, as well as for building an REA input switch.

Известен электронный коммутатор аналоговых сигналов, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход и выход которого объединены, два управл емых ключа, источники питани , изолированные от общего провода, причем операционный усилитель подключен к шинам источников питани через управл емые ключи.An electronic analogue signal switch is known, comprising an operational amplifier, the inverting input and output of which are combined, two controlled keys, power sources isolated from the common wire, the operational amplifier being connected to the power supply buses via controlled keys.

К недостаткам известного устройства относитс применение источников питани , изолированных от общего провода, а также низкий уровень ослаблени сигнала в выключенном состо нии.The disadvantages of the known device include the use of power sources isolated from the common wire, as well as the low level of signal attenuation in the off state.

Наиболее близким к предлагаемому коммутатору вл етс прецизионный коммутатор аналоговых сигналов, содержащий две чейки коммутации с объединенными выходами, где чейка коммутации содержит два управл емых нормально разомкнутых ключа, резистор, общий провод и операционный усилитель, в отрицательной обратной св зи которого включены две параллельные цепи: перва -- резистор, втора - последовательно соединенные два управл емых нормально разомкнутых ключа, точка соединени которых подключена к выходу чейки коммутации, управл ющие входы нормально разомкнутых ключей обьединены и соедин ютс с входом управлени чейки коммутации, вход которой подключен к неинвертируюш,ему входу операционного усилител .Closest to the proposed switch is a precision analog signal switch containing two switching cells with combined outputs, where the switching cell contains two normally open controlled keys, a resistor, a common wire and an operational amplifier, in the negative feedback of which two parallel circuits are connected: the first is the resistor, the second is the series-connected two controlled normally open keys, the connection point of which is connected to the output of the switching cell, controlling ode of normally open key united by and connected to the control input of the switching cell, whose input is connected to neinvertiruyush he input of the operational amplifier.

К недостаткам известного устройства относ тс ограниченные функциональные возможности; работоспособность известного устройства зависит от величины входного тока операционного усилител , что приводит к увеличению времени переключени коммутатора; отсутствие возможности инверсии коммутируемого сигнала; отсутствие возможности усилени коммутируемого сигнала.The disadvantages of the known device include limited functionality; the operability of the known device depends on the input current of the operational amplifier, which leads to an increase in the switching time of the switch; lack of inversion of the switched signal; lack of amplification of the switched signal.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей прецизионного коммутатора аналоговых сигналов,The purpose of the invention is the expansion of the functionality of a precision analog signal switch,

Поставленна цель достигаетс тем, что в прецизионный коммутатор аналоговых сигналов, состо щий из двух и более чеек коммутации с объединенными, выходами, где чейка коммутации содержит два управл емых нормально разомкнутых ключа, резистор , общий провод и операционный усилитель, в отрицательной обратной св зиThis goal is achieved by the fact that in a precision analog signal switch, consisting of two or more switching cells with combined outputs, where the switching cell contains two normally open controlled keys, a resistor, a common wire and an operational amplifier, in negative feedback

которого включены две параллельные цепи; перва - резистор, втора - последовательно соединенные два управл емых нормально разомкнутых ключа, точка соединени which includes two parallel circuits; the first is a resistor, the second is a series-connected two controlled normally open keys, the connection point

которых подключена к выходу чейки коммутации , управл ющие входы нормально разомкнутых ключей объединены и соедин ютс с входом управлени чейки коммутации , вход которой подключен кwhich is connected to the output of the switching cell, the control inputs of the normally open keys are combined and connected to the control input of the switching cell, the input of which is connected to

неинвертирующему входу операционного усилител , дополнительно введены управл емый нормально замкнутый ключ, включенный последовательно в первую отрицательную обратную св зь операционного усилител , где управл ющий вход нормально замкнутого ключа соединен с входом управлени чейки коммутации, второй резистор, включенный последовательно во вторую отрицательную обратнуюto the non-inverting input of the operational amplifier, a controlled normally closed key is added, connected in series to the first negative feedback of the operational amplifier, where the control input of the normally closed key is connected to the control input of the switching cell, the second resistor connected in series to the second negative feedback

св зь операционного усилител , причем один из выводов второго резистора соединен с инверсным входом операционного усилител , резистор масштабировани , первый вывод которого соединен с инверсным входом операционного усилител , второй - с общим проводом, резистор компенсации, первый вывод которого сое-динен с неинверсным входом операционного усилител , второй - с входом чейкиcommunication of the operational amplifier, one of the terminals of the second resistor connected to the inverse input of the operational amplifier, a scaling resistor, the first output of which is connected to the inverse input of the operational amplifier, the second to a common wire, a compensation resistor, the first terminal of which is connected to the non-inverse input of the operational amplifier, the second - with cell input

коммутации, либо второй выводрезистора масштабировани соединен с входом чейки коммутации, а второй вывод резистора компенсации соединен с общим проводом. Суть изобретени состоит в том, что введение нормально замкнутого ключа в первую отрицательную обратную св зь операционного усилител , резистора - во вторую отрицательную обратную св зь операционного усилител , резистора масштабировани и резистора компенсации обеспечивает выравнивание активной и пассивной обратных св зей, возможность усилени ,ослаблени и инвертировани по фазе на 180° коммутируемого сигнала.switching, or the second terminal of the scaling resistor is connected to the input of the switching cell, and the second terminal of the compensation resistor is connected to the common wire. The essence of the invention is that the introduction of a normally closed key in the first negative feedback of the operational amplifier, the resistor in the second negative feedback of the operational amplifier, the scaling resistor and the compensation resistor ensures the alignment of active and passive feedback, the possibility of amplification, weakening and 180 ° phase inversion of the switched signal.

В прототипе при переходе чейки коммутации из разомкнутого состо ни в замкнутое состо ние происходит изменение величины отрицательной обратной св зи , что вызывает изменение режима работыIn the prototype, when a switching cell is switched from an open state to a closed state, a negative feedback value changes, which causes a change in the operating mode

операционного усилител и увеличение времени переключени из-за переходных процессов . В за вл емом устройстве активна и пассивна обратные св зи одинаковые, что существенно уменьшает переходныеoperational amplifier; and longer switching times due to transients. In the inventive device, the active and passive feedbacks are the same, which significantly reduces transient

процессы и соответственно уменьшает врем переключени .processes and accordingly reduces the switching time.

Claims

The drawing shows a diagram of the proposed device for two switching channels without inverting the switched signal. The device contains two switching cells 1 and 2, inputs 3 and 4, signal sources 5 and 6, control inputs 7 8, outputs 9 and 10, which are interconnected, and load 11. Switching cell 1 contains an operational amplifier 12, in the negative feedback the communication of which contains two parallel circuits, the first: a normally-connected key 13 connected in series and the resistor 14 - passive feedback, the second: normally-connected keys 15 and 16 connected in series, and a resistor 17 - active feedback. scaling resistor 18, compensation resistor 19. The switching cell 2 is identical to the switching cell 1. The device operates as follows. When a logic unit signal is received at control input 7 of the control unit 1, and a logic zero signal is received at control input 8 of the control unit 2, the switching unit 1 switches to the closed state and the switching unit 2 to the open state. Upon receipt of a logic zero signal at control input 7 and a logic unit control input 8, cell 1 switches to open state and cell 2 switches to closed state. If the input 7 of the switching cell 1 receives a logic zero signal, the key 13 is closed and the resistor 14 is included in the negative feedback (passive feedback) of the operational amplifier 12, and the keys 15 and 16 are open and the input signal from input 3 is not received to the output 9 of the switching cell 1 — the open state of the switching cell 1. If a logic unit signal is input to input 7 of switching cell 1, then key 13 is open, and keys 15 and 16 are closed, resistor 17 is included in the negative feedback (active feedback) of operational amplifier 12 and the input signal from input 3 is fed to output 9 of switching cell 1 — closed state of switching cell 1. The resistances of the resistors 17 and 14 are the same, so the time to establish the switching cell 1 will be determined only by the key elements 13. 15 and 16. The switching cell 2 works similarly to the switching cell 1. Inversion of the input signal is achieved by the fact that the scaling resistor 18 is disconnected from the common wire and connected to the input 3. And the compensation resistor 19 is disconnected from the input 3 and connected to the common wire. The input signal transmission coefficient is determined by the ratio of resistors 17 and 18 and is calculated by the formula: .. Rl7 + Rl8. (-. Ddd of non-inverse switching: ix Rt7 К --р- for inverse switching. Where K is the transmission coefficient of the switching cell: Ri7. Ri8 is the resistance of the resistors 17 and 18. The high attenuation coefficient of the input signal to the output of the cell in the open state is determined by the fact that one of the switching cells, being in the closed state, having a low output dynamic resistance, damps the signals penetrating throughopen switching cells The number of switching cells can be used two or more, connecting the outputs to each other, and the cells, taken separately, can be constructed either with the inversion of the input signal or without inversion and with any transmission coefficient, which allows multifunctional switches, where switching cells will perform different functions (inverse, gain, attenuation), combined into a single switch. SUMMARY OF THE INVENTION An analog signal switch, consisting of two or more switching cells, with combined outputs, each switching cell contains an operational amplifier. invert1., the input of which is connected to one of the terminals of the first resistor, the output of the operational amplifier is connected to one of the inputs of the normally connected normally open keys, the control inputs of which are combined and connected to the control bus, and the connection point is connected to the output of the commutation cell. characterized in that. what. in order to expand the functionality, a normally closed key, a second resistor, a scaling resistor and a compensation resistor were introduced, the first output of which is connected to the non-inverse input of the operational amplifier, the second to the input of the switching cell, one of the outputs of the normally closed key is connected to the output of the operational amplifier, the second output, connected to the second output of the first resistor, controls 717801698

the input of the normally closed key is connected to the input of the operational amplifier, to the dinan with the control bus, the second rubber to which one of the terminals is connected the resistor is connected in series with the normal scaler, the other terminal which is closed by keys and connected to the inverted one to the common bus,