SE417884B - Koppling for att vid amplitudreglering av en analogsignal genom omkoppling i ett resistansnet minimera storningar och distorsion av den analoga signalen - Google Patents

Description

aoooozs-9 2, En principiell bild av fälteffekttransistorn där de parametrar medtagits som är intressanta med avseende på den föreslagna kopplingen visas i figur l. RDS är antingen låg (RTILL) eller hög (RFRÅN) beroende på potentialen hos transistorns gate, som växlas mellan två ytterlighetsvärden.

I kommersiellt tillgängliga omkopplare integreras dessa fälteffekttransis- torer ofta med nödvändig styrelektronik (t.ex; C-MDS seriens 4016) enligt figur 2. ^ 7 Två egenskaper hos dessa omkopplare är speciellt viktiga i detta samman- hang. - » - l§ FälteffekttransistornsiRTILL är ej konstant utan beroende på bland I annat V65 (VGD). Exakt hur RTILL varierar kommer således att vara be- roende på styrelektroniken till transistorns gate, och i omkopplare med integrerad styrelektronik därmed variera mellan olika typer. Frånsett denna typvariation har omkopplarna den i detta sammanhang viktiga egen- i g- skapen gemensam, att RTILL varierar med den analoga in/utspänningen._ 2. Kapacitanserna Ceš och CGD medför att i omkopplingsögonblicket-komer nden_analoga strömkretsen att störas av gatespänningen. Vid resistiv be- lastning överförs transienta "spikar" till den analoga signalen enligt to figur 3f Ett exempel på en applikation där dessa egenskaper har stor negativ inver-' kan är när omkopplarna används för amplitudreglering genom omkoppling i ett speçifikt resistansnät och där den analoga signalen utgöres av en audiosig- nal (t.ex; elektriskt styrd potentiometer).

I figur 4 visas en vanlig koppling för denna applikation, där omkopplarna A' och B visar två alternativa placeringar. om de två nämnda egenskaperna hos omkopplarna beaktas i denna koppling inses att vid placering A kommer s variationen ii RTILL att han mycket liten inverkan då den analoga spänningen över omkopplarens in- och utgångar i detta fall varierar lite (RTILL< R3).

Omkopplingstransienterna kommer däremot att ha mycket stor inverkan och' resultera i kraftiga "spikar" i den analoga signalen. ' 7 vad gäller placering B kommer dels omkopplingstransienterna att överföras a och dessutom har här variationen hos RTILL större inverkan då den analoga aoooozs~9 3 spänningen över omkopplarens in- och utgångar är lika med kretsens ut- gångsspänning, vilket resulterar i en distorderad utsignal.

Den föreslagna kopplingen vars kännetecken framgår av patentkraven kommer härmed att förklaras med hjälp av figur Sa och 5b.

Det omkopplingsbara amplitudreglerande resistansnätet är inkopplat mellan två impedansomvandlare (l och 2) med hög ingángsresistans och låg utgångs- resistans (t.ex. motkopplade operationsförstärkare enligt figur 5, med eller utan förstärkning). Omkopplingen i resistansnätet sker med hjälp av två halvledaromkopplare, A och B i figur 5a. Onkopplingen av dessa sker samtidigt och de är växelvis ledande och isolerande (jämför SPDT-omkopp- lare).

Beakta först omkopplingstransienterna.

Det framgår av kopplingens funktion att halvledaromkopplarnas analoga in- och utgångar alltid ligger lägresistivt kopplade till jord, dels via impe- dansomvandlare lzs utgângsresistans och dels direkt till jord. Detta mini- merar omkopplingsspikarnas storlek.

Beakta sedan variationen hos RTILL.

I det fall då omkopplare A är sluten och omkopplare B öppen ligger maximal amplitud hos den analoga signalen över omkopplare A:s in- och utgångar med stor variation i RTILL som följd. Samtidigt ligger impedansomvandlare 2:s höga ingángsresistans som belastning till omkopplare A, och da olinjäriteten i utsignalen är omvänt proportionell mot belastningen kan distortionen göras godtyckligt liten genom ökad ingångsresistans. I det andra fallet, när om- kopplare A är öppen och omkopplare B sluten, är amplituden hos den analoga signalen över omkopplare B liten (RTILL< R2, jämför figur 4) med liten variation i RTILL som följd, och därmed låg distortion av utsignalen.

Om impedansomvandlare l genererar en likspänningskomponent i sin utsignal (t.ex. offsetspänning hos operationsförstärkaren) kommer detta att inverka negativt i applikationen “elektriskt styrd potentiometer“. Detta problem kan avhjälpas genom att införa en kopplingskondensator mellan impedansomvandlare l:s utgång och resistansnätets ingång enligt figur 5b.

Claims (3)

1. aooooásés 4 P A T E N'T K R Å V l~_la Koppling för att vid amplitudreglering av en analog signal genom omkopp- ling i ett resistansnät med användande av analoga halvledaromkopplare; typ lfälteffekttransistorer, minimera dels störningar i den analoga signalen pa grund av omkopplingstransienter och dels distorsion av den analoga signalen a på grund av olinjär omkopplarresistans, k ä n n e t e c k n a d av att l_nämnda resistansnät är inkopplat mellan tvâ impedansomvandlare, som utgöres av kretsar med de karakteristiska egenskaperna hög ingângsresistans och låg sutgângsresistans, att en omkoppling i resistansnätet sker med användande av i tvä.seriekopplade halvledaromkopplare som är växelvis ledande och isoleran- de, att resistansnätet har en fast resistiv koppling mellan ingång och ut- - gång och en resistiv koppling mellan de seriekopplade halvledaromkopplarnas gemensamma analoga in/utgång och resistansnätets utgång, att omkopplingen av den gemensamma analoga in/utgången sker mellan tva punkter som ligger låg- resistivt kopplade till den analoga signalens jordpunkt, att lâgresistivt innebär en resistans i samma storleksordning eller mindre-än de använda halvledaromkopplarnas ledningsresistans och högresistivt innebär en resi- stans större än de i nätet ingående resistanserna så att de för kopplingen avsedda effekterna uppnås.

2. Koppling enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av att de tvâ nämnda punkterna för omkoppling av den gemensamma analoga in/utgången ut- göres av den första impedansomvandlarens utgång och den analoga gignalens Jordpunkt (figur 5a); l a

3. Koppling enligt patentkrav l, k ä n n e t e clk n a d .av att den forsta impedansomvandlaren endast är växelspänningsmässigt kopplad till nämnda l resistansnät (figur 5b).