SU1319269A1

SU1319269A1 - Multichannel switching device

Info

Publication number: SU1319269A1
Application number: SU863998034A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Архипов; Владимир Павлович Войтенко; Владимир Григорьевич Лазаренко; Владимир Константинович Липницкий
Original assignee: Предприятие П/Я А-1594
Priority date: 1986-01-02
Filing date: 1986-01-02
Publication date: 1987-06-23

Abstract

Изобретение относитс к электронной коммутационной технике. Может быть использовано в измерительных и радиотелевизионных системах дл многоканальной коммутации высокочастотных аналоговых сигналов. Цель изобретени , - повышение быстродействи . Коммутатор содержит источник 12 опорного напр жени , суммирующий транзистор 11, в каждом канале 1 передачи два транзистора 2 и 3, два выравнивающих резистора 4 и 5, транзистор 6 токового ключа, двухполюсник 7. В коммутатор введены неинвертирующий усилитель 14, в каждый канал передачи - коллекторный резистор 9, диод 10 и генератор 8 тока. На чертеже также показаны клеммы 15 и 16 источника питани , выходна шина 18 устройства , обща шина 20, входные и управл ющие шины 17 и 19 каналов передачи. Введение новых элементов с новыми взаимосв з ми позвол ет устранить проникновение высокочастотного аналогового сигнала через входную емкость на выход коммутатора, а также обеспечиваетс мала величина входной паразитной емкости аналоговых входов каналов и шунтирование сигнала в закрытом состо нии канала. 1 ил. (Л оо х ю ог соThis invention relates to electronic switching technology. It can be used in measuring and radio television systems for multichannel switching of high-frequency analog signals. The purpose of the invention is to increase speed. The switch contains a voltage source 12, a summing transistor 11, in each transmission channel 1 two transistors 2 and 3, two leveling resistors 4 and 5, a current switch transistor 6, a two-pole 7. A non-inverting amplifier 14 is inserted in the switch, each transmission channel collector resistor 9, diode 10 and generator 8 current. The drawing also shows the power supply terminals 15 and 16, the device output bus 18, the common bus 20, and the input and control buses 17 and 19 of the transmission channels. The introduction of new elements with new interconnections eliminates the penetration of the high-frequency analog signal through the input capacitance to the switch output, and also ensures that the input parasitic capacitance of the analog inputs of the channels is small and the signal is bypassed in the closed state of the channel. 1 il. (L oo x you og

Description

Изобретение относитс к электронной коммутационной технике и может быть использовано в измерительных и радиотелевизионных системах дл многоканальной коммутации высокочастотных аналоговых сигналов.The invention relates to electronic switching technology and can be used in measuring and radio television systems for multichannel switching of high-frequency analog signals.

Цель изобретени - повышение быстродействи .The purpose of the invention is to increase speed.

На чертеже приведена принципиальна схема многоканального коммутатора с использованием транзисторов п-типа.The drawing is a schematic diagram of a multi-channel switch using n-type transistors.

Коммутатор содержит в каждом канале 1 передачи первый 2 и второй 3 транзисторы , первый 4 и второй 5 выравнивающие резисторы, транзистор 6 токового ключа, двухполюсник, например резистор 7, генератор 8 тока, коллекторный резистор 9 и диод 10.The switchboard contains in each transmission channel 1 the first 2 and second 3 transistors, the first 4 and second 5 leveling resistors, the current switch transistor 6, a two-port, for example, resistor 7, current generator 8, collector resistor 9 and diode 10.

Коммутатор содержит также суммирующий транзистор 11, источник 12 опорного напр жени , нагрузочный резистор 13 и неинвертирующий усилитель 14.The switch also includes a summing transistor 11, a voltage source 12, a load resistor 13, and a non-inverting amplifier 14.

Эмиттеры первого 2 и второго 3 транзисторов , составл ющих согласованную дифференциальную пару, подключены через первый 4 и второй 5 выравнивающие резисторы соответственно к первому выводу генератора 8 тока, к которому подключен также эмиттер транзистора 6 токового ключа. Коллекторы первого транзистора 2 и транзистора 6 токового ключа подключены непосредственно , а коллектор второго транзистора 3 - через коллекторный резистор 9 к первой клемме 15 источника питани , втора клемма 16 которого подключена к вторым выводам генераторов 8 тока всех каналов передачи.The emitters of the first 2 and second 3 transistors, constituting a matched differential pair, are connected via the first 4 and second 5 leveling resistors, respectively, to the first output of the current generator 8, to which the emitter of the current switch transistor 6 is also connected. The collectors of the first transistor 2 and the transistor 6 of the current switch are connected directly, and the collector of the second transistor 3 through the collector resistor 9 to the first terminal 15 of the power supply, the second terminal 16 of which is connected to the second terminals of the current generator 8 of all transmission channels.

Базы первых транзисторов каналов передачи подключены к входным шинам 17 каналов , а базы каждого второго транзистора через двухполюсник (резистор) 7 соответствующего канала 1 передачи подключены к выходу неинвертирующего усилител 14 и к выходной щине 18 коммутатора. Базы транзисторов 6 токовых ключей подключены к управл ющей щине 19 соответствующего канала 1 передачи.The bases of the first transistors of the transmission channels are connected to the input buses of the 17 channels, and the bases of each second transistor through a two-port (resistor) 7 of the corresponding channel 1 of the transmission are connected to the output of the non-inverting amplifier 14 and to the output terminal 18 of the switch. The bases of the transistors 6 of the current switches are connected to the control terminal 19 of the corresponding transmission channel 1.

Коллекторы вторых транзисторов 3 каналов передачи через соответствующие диоды 10 подключены к эмиттеру суммирующего транзистора 11, база которого через источник 12 опорного напр жени подключена к общей щине 20, а коллектор соединен с входом неинвертирующего выходного усилител 14 и через нагрузочный резистор 13 соединен с первой клеммой 15 источника питани .The collectors of the second transistors 3 transmission channels through the corresponding diodes 10 are connected to the emitter of the summing transistor 11, the base of which is connected to common bus 20 via the source 12 of the reference voltage, and the collector is connected to the input of the non-inverting output amplifier 14 and is connected to the first terminal 15 power source.

Б качестве неинвертирующего выходного усилител 14 может быть использован операционный усилитель с потенциальными входами, который по цеп м питани включен между первой и второй клеммами источника питани , на которые поданы разнопо- л рные относительно общей щины напр жени .As a non-inverting output amplifier 14, an operational amplifier with potential inputs can be used, which is connected via supply circuits between the first and second terminals of the power supply, which are supplied with different polarities relative to the total voltage level.

5five

00

5five

Коммутатор работает следующим образом .The switch works as follows.

Во включенном состо нии может находитьс только один канал передачи. Остальные каналы передачи при этом отключены благодар наличию на их управл ющих шинах 19 сигналов с высоким потенциалом, превыщающим максимальное значение коммутируемых аналоговых сигналов на входных щинах 17 каналов I передачи. В отключенном канале 1 передачи ток генератора 8 тока замыкаетс через открытый транзистор 6 токового ключа, а первый 2 и второй 3 транзисторы при этом закрыты. Через коллекторный резистор 9 к коллектору второго транзистора 3 и катоду диода 10 оказываетс приложенным напр жение питани с первой клеммы 15 источника питани . Анод диода 10 при этом находитс под более низким потенциалом эмиттера открытого суммирующего транзистора 11.In the on state, there can only be one transmission channel. The remaining transmission channels are disconnected due to the presence of 19 high-potential signals on their control buses, exceeding the maximum value of switched analog signals in the input channels of 17 channels of the I transmission. In the disconnected transmission channel 1, the current of the current generator 8 is closed through the open transistor 6 of the current switch, while the first 2 and second 3 transistors are closed. Through the collector resistor 9 to the collector of the second transistor 3 and the cathode of the diode 10, a supply voltage is applied from the first terminal 15 of the power supply. The anode of the diode 10 is at this lower potential of the emitter of the open summing transistor 11.

Таким образом, диод 10 не проводит ток и соответствующий канал передачи отключен от нагрузки, подключаемой к выходной щине 18 коммутатора.Thus, the diode 10 does not conduct current and the corresponding transmission channel is disconnected from the load connected to the switch output bar 18.

Включенное состо ние канала передачи осуществл етс подачей на управл ющую щину 19 сигнала, низкого уровн , не пре- выщающего минимальное значение аналогового сигнала на входной щине 17. При этом транзистор 6 токового ключа закрыт, первый 2 и второй 3 транзисторы работают в усилительном режиме. Ток генератора 8 тока вл етс суммой токов эмиттеров первого 2 и второго 3 транзисторов. Ток коллектора второго транзистора 3 без учета тока через коллекторный резистор 9 и базового тока суммирующего транзистора 11 протекает через нагрузочный резистор 13, суммирующий транзистор 11 и открытый диод 10. Коллекторный резистор 9 выбираетс таким, чтобы в него ответвл лась незначительна часть тока коллектора второго транзистора 3.The switched on state of the transmission channel is provided by applying a low level signal to the control bus 19, which does not exceed the minimum value of the analog signal on the input bus 17. At the same time, the current switch transistor 6 is closed, the first 2 and second 3 transistors operate in an amplifying mode. The current generator 8 current is the sum of the emitter currents of the first 2 and second 3 transistors. The collector current of the second transistor 3, without taking into account the current through the collector resistor 9 and the base current of the summing transistor 11, flows through the load resistor 13, summing the transistor 11 and the open diode 10. The collector resistor 9 is chosen to receive a small portion of the collector current of the second transistor 3 .

Включенный канал 1 передачи вл етс неинвертирующим усилителем с глубокой отрицательной обратной св зью. Коэффициент передачи этого усилител есть величина , обратна коэффициенту передачи цепи обратной св зи, состо щей из двухполюсни- 5 ка 7. В качестве двухполюсника может быть использован также делитель напр жени . Выравнивающие резисторы 4 и 5 снижают вли ние разброса параметров транзисторов 2 и 3 на остаточные напр жени смещени коммутатора.The included transmit channel 1 is a deep negative feedback non-inverting amplifier. The transfer coefficient of this amplifier is the inverse of the transfer coefficient of the feedback circuit consisting of a bipolar 5 7. A voltage divider can also be used as a bipolar. The equalizing resistors 4 and 5 reduce the effect of the variation of the parameters of the transistors 2 and 3 on the residual bias voltage of the switch.

Суммирующий транзистор 11 совместно с источником 12 опорного напр жени и нагрузочным резистором 13 образует каскад по схеме с общей базой. Благодар тому, что выходы каналов передачи - аноды диодов 10 объединены на входе каскада с общей базой, имеющего малое входное сопротивление, значительно ослабл етс щунтирующее действие суммарной емкости, состо щей из выходных и монтажных емкостей каналов 1 передачи.The summing transistor 11, together with the voltage source 12 and the load resistor 13, forms a cascade according to a common base circuit. Due to the fact that the outputs of the transmission channels - the anodes of the diodes 10 are combined at the input of the cascade with a common base, which has a small input resistance, the bypass action of the total capacitance consisting of the output and mounting capacitances of the transmission channels 1 is significantly weakened.

00

5five

00

5five

снижающее верхнюю границу амплитудно- частотной характеристики коммутатора во включенном состо нии.reducing the upper limit of the amplitude-frequency characteristic of the switch in the on state.

Дл передачи аналоговых сигналов с входных шин 17 на выходную шину 18 коммутатора служат только токи коллекторов вторых транзисторов 3 каналов 1 передачи . Коллекторы первых же транзисторов 2 подключены только к первой клемме 15 источника питани . Благодар этому устран етс основна причина снижени коэффициента затухани в выключенном состо нии на высоких частотах из-за проникновени аналогового сигнала с базы в цепь коллектора закрытого первого транзистора 2 через емкость , составл ющую переход база-коллектор .For the transmission of analog signals from the input buses 17 to the output bus 18 of the switch, only the collector currents of the second transistors of 3 transmission channels 1 are used. The collectors of the first transistors 2 are connected only to the first terminal 15 of the power supply. This eliminates the main reason for the decrease in the attenuation coefficient in the off state at high frequencies due to the penetration of the analog signal from the base into the collector circuit of the closed first transistor 2 through a capacitance constituting the base-to-collector junction.

При отключении канала 1 передачи транзистор 6 токового ключа открываетс и создает обратное смещение на переходах база- эмиттер транзисторов 2 и 3, которое уменьшает емкость этих переходов. Кроме того, транзистор 6 токового ключа через малое выходное сопротивление замыкает точку соединени выравнивающих резисторов 4 и 5 на общую щину коммутатора. При этом проникновение аналогового сигнала через отключенный канал 1 передачи по цепи: переход база-эмиттер первого транзистора 2, выравнивающие резисторы 4 и 5, переходы база- эмиттер и база-коллектор второго транзистора 3 значительно ослабл етс . Закрытый диод 10 дополнительно увеличивает коэффициент затухани .When the transmission channel 1 is disconnected, the current switch transistor 6 opens and creates a reverse bias at the base-emitter junctions of transistors 2 and 3, which reduces the capacitance of these junctions. In addition, the current switch transistor 6, through a small output impedance, closes the junction point of the equalizing resistors 4 and 5 to the common switch board. At the same time, the penetration of the analog signal through the disconnected transmission channel 1 along the circuit: the base-emitter junction of the first transistor 2, equalizing resistors 4 and 5, the base-emitter junction and the base-collector of the second transistor 3 are significantly weakened. The closed diode 10 additionally increases the attenuation coefficient.

Claims

Invention Formula

A multi-channel switch containing a voltage source, a summing transistor and a load resistor, as well as in each transmission channel, the first and second transistors, the first and

the second leveling resistors, the current switch transistor and the two-port, the emitters of the first and second transistors are connected respectively to one of the conclusions

the first and second equalizing resistors, the second terminals of which are combined, the bases of the first transistors are connected to the input circuits of the transmission channels, and the bases of the second transistors through

0 two-poles are connected to the output bus of the switch, the bases of the transistors of the current switches are connected to the control buses of the respective transmission channels, one of the terminals of the load resistor is connected to the first power supply terminal, which is characterized by the fact that, in order to increase speed, a non-inverting amplifier is inserted into it and a collector resistor, a diode and a current generator, a common point of the first and second equalizing resistors are connected to each transmission channel and connected to the emitter of the current switch transistor and a first terminal of the alternator, the second terminal of which is in each transmission channel is connected to a second power supply terminal, the collectors of the first transistor

5 and the current switch transistor are connected directly, and the collector of the second transistor through the collector resistor is connected to the first terminal of the power source, the collectors of the second transistors in each transmission channel are connected to the emitter of the summing transistor through the corresponding switch bus and the collector is connected to the second output of the load resistor and to the input of the non-inverting amplifier, the output of which is connected to the output bus of the switch, and s power which are connected to first and second power source terminals.

0

five