SU1497737A1

SU1497737A1 - Multichannel analog switch

Info

Publication number: SU1497737A1
Application number: SU874353405A
Authority: SU
Inventors: Игорь Григорьевич Никитюк
Original assignee: Одесский Политехнический Институт
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1987-12-30
Publication date: 1989-07-30

Abstract

Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано в системах контрол и измерени аналоговых сигналов. Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени работы устройства от заземленных источников сигналов и снижение требований, предъ вл емых к идентичности характеристик операционных усилителей. Указанна цель достигаетс за счет выполнени ключевого элемента 1 на основе операционного усилител 5 с соответствующими резисторами 7-9 на входах и выходе усилител с шунтирующим МДП-транзистором 6. Устройство содержит также общий операционный усилитель 2, замыкающий отрицательную обратную св зь, выход которого соединен с выходом 4 устройства. Шунтирование входов операционного усилител 5 включенных каналов, использование разв зывающих резисторов 8 и глубокой общей отрицательной обратной св зи позвол ет получить на выходе 4 устройства сигнал, равный коммутируемому аналоговому сигналу при значительном разбросе параметров и характеристик элементов каналов. 1 ил.The invention relates to a pulse technique and can be used in systems for monitoring and measuring analog signals. The aim of the invention is to expand the functionality of the device by ensuring the operation of the device from grounded signal sources and reducing the requirements for the identical characteristics of operational amplifiers. This goal is achieved by performing key element 1 based on operational amplifier 5 with corresponding resistors 7-9 at the inputs and output of the amplifier with a shunt MOS transistor 6. The device also contains a common operational amplifier 2, closing negative feedback, the output of which is connected output 4 devices. Shunting the inputs of the operational amplifier 5 switched on channels, the use of isolating resistors 8 and deep common negative feedback allows to obtain at the output 4 of the device a signal equal to a switched analog signal with a significant variation of parameters and characteristics of the channel elements. 1 il.

Description

СОWITH

оо oo

3U3U

И оП1Ч ТС ние относитс к импумьг.- itoii технике и можс т быть испольтопа- ип и Tiin омлти и ских системах контрол ir MC peinu i, сбора и обработки анало- I OHoi i информации.And the TC SCR is related to the impunty-itoii technique and it can be used to control and monitor MC peinu i, the collection and processing of analogue and I OHoi i information.

Цель изобретени - расширение (Ьункциональт1ых возможностей коммутатора та счет обеснечени работы устройства от заземленных источников сигналов при сохранении BI.ICOKOH точ- ног ти - дости1 аетс за счет выполнени ключевого элемента в каждом канале на основе операционного усилиThe purpose of the invention is to expand (the functional capabilities of the switch that account for the loss of device operation from grounded signal sources while maintaining BI.ICOKOH precision) is achieved by performing a key element in each channel based on operational effort.

МДП-тран истором, и нодключени к входам и выходу каждого онерацион- ного усилител С1)ответству1ощих резисторов .MOS-trans ftor, and connections to the inputs and the output of each power amplifier C1) of the corresponding resistors.

Использование общей отрицательной обратной св зи и параллельного ключа на входе операционного усилител позвол ет использовать заземленный источник сигнала и снизить требова ни , предъ вл емые к операционным усилител м по идентичности их характеристик .The use of a common negative feedback and a parallel switch at the input of the operational amplifier allows the use of a grounded signal source and reduces the demands placed on the operational amplifiers for the identity of their characteristics.

На чертеже приведена нринципиаль- па схема многоканального аналогового коммутатора.The drawing shows the principle of a multi-channel analog switch.

Коммутатор содержит ключевые элементы 1 в каждом канале, общий операционный усилитель 2, неинверти- рующий вход которого подключен к общей шине 3, а выход - к выходу А устройства.The switch contains key elements 1 in each channel, a common operational amplifier 2, the non-inverting input of which is connected to the common bus 3, and the output to the output A of the device.

Ключевой элемент 1 содержит операционный усилитель 5 ,М,П,П-тран1Истор 6 и три резистора 7-9.Первый резистор 7 включен межлу неипвертирующим входом операционного усилител 5 и первым контактом К) ключевого элемента 1, второй резистор 8 - между выходом оне- рационного усилител 5 и вторым контактом 11 ключевого элемента 1. Меж- ду входами операционного усилител 5 включен МДП-транзистор 6, за1вор которого соединен с управл ющим контактом 12 ключевого элемента 1. Третий резистор 9 включен между инвертирую- 1ЦИМ входом операционного усилител 5 и входной клеммой 13 каждого канала.Key element 1 contains an operational amplifier 5, M, P, P-trans1Sistor 6 and three resistors 7-9. The first resistor 7 is connected between the non-inverting input of the operational amplifier 5 and the first contact K) of the key element 1, the second resistor 8 - between the output of the one A second amplifier 11 and a second pin 11 of the key element 1. Between the inputs of the operational amplifier 5, a MOSFET 6 is connected, the gate of which is connected to the control contact 12 of the key element 1. The third resistor 9 is connected between the inverter 1CIM input of the operational amplifier 5 and the input oh terminal 13 of each channel.

Первые контакты 10 ключевых элементов 1 подключены к выходу 4 устройства,, а вторые контакты 11 ключевых элементов 1 соединены с инвертирующим входом общего операционного усилител 2.The first contacts 10 of the key elements 1 are connected to the output 4 of the device, and the second contacts 11 of the key elements 1 are connected to the inverting input of the common operational amplifier 2.

5five

00

5five

00

5five

0 0

S S

0 S 0 0 s 0

, ,

Подложки МЛП-транзистороп 6 Nioryr быть соединены с Д(nIoлнитeJИlHoй гаи- ной 14 смешени .в зависимости от величины и пол рности коммутируемых сигналов ) .The substrates of the 6 Nioryr MLP transistor must be connected to the A (a 14-pin mixing voltage, depending on the magnitude and polarity of the switched signals).

Многоканальный аналоговый коммутатор функционирует следующим образот-i.The multichannel analog switch functions as follows i-i.

При нодаче на управл ю1чий контакт 12 ключевого элементу 1 сигнала, отпирающего МДП-транзистор 6, входы операционного усилител шунтируютс очень низким сопротивлением открытого МДП-транзистора. Величины сонро- тивлений первого 7 и третьего 9 резисторов выбираютс значительно больше сопротивлени канала МДП-транзистора 6, поэтому независимо от сигналов , подаваемых на входную клемму 13 и первый контакт 10 ключевого элемента 1 , данн111й канал передачи оказываетс выключенным и не участвует в формировании сигнала на выходе 4 устройства .When supplying control contact 12 of the key element 1 of the signal that triggers the MOS transistor 6, the inputs of the operational amplifier are bridged by a very low resistance of the open MOS transistor. The magnitudes of the solar resistances of the first 7 and third 9 resistors are chosen significantly higher than the resistance of the channel of the MIS transistor 6, therefore, regardless of the signals fed to the input terminal 13 and the first contact 10 of the key element 1, this transmission channel is turned off and does not participate in generating a signal output 4 device.

При поступлении на управл ющий контакт 12 ключевого элемента 1 одного из коммутируемых каналов управл ющего сигнала, закрывающего соответствующий МДП-транзистор 6, размыкаетс св зь инвертирующего и не- инвсртирую1цего входов операционного усилител 5. Аналоговые сигналы от источнуша коммутируемых сигналов, св занного с общей щиной 3, через третий резистор 9 поступают на ин- вертнрую1чий вход операционного усилител 5, усиливаютс и через резистор 8 поступают на инвертирующий пход общего операционного усилител 2, на В1 1ходе которого эти сигналы инвертируютс вторично.When a key element 1 of one of the switched channels of the control signal arrives at the control contact 12, which closes the corresponding MOS transistor 6, the connection of the inverting and non-inverting inputs of the operational amplifier 5 is disconnected. Analog signals from the source of the switched signals associated with the common ground 3, through the third resistor 9 are fed to the inverting input of the operational amplifier 5, amplified and through the resistor 8 are fed to the inverting passage of the common operational amplifier 2, on the B1 input of which these the signals are inverted again.

Таким образом, общий операционный усилитель 2 замыкает отрицательную обратную св зь в устройстве, что обеспечивает подавление как синфазных сигналов, так и вли ний операционных усилителей 5 выключенных каналов .Thus, the common operational amplifier 2 closes the negative feedback in the device, which provides suppression of both the common mode signals and the effects of the operational amplifiers of the 5 switched off channels.

Включенный операционный усилитель 5 формирует на своем выходе такой сигнал, при котором напр жени на обоих входах данного операционного усилител одинаковы, т.е. сигнал на выходе 4 устройства будет равен входному сигналу на входной клемме 13 включенного канала. Общий операционный усилитель 2 работает при этом как дифф еренциальный усилитель. Вто рые резисторы 8 ключевых элементовThe switched on operational amplifier 5 forms at its output such a signal, at which the voltages at both inputs of this operational amplifier are the same, i.e. The signal at the device output 4 will be equal to the input signal at the input terminal 13 of the switched on channel. The common operational amplifier 2 thus acts as a differential amplifier. Second resistors 8 key elements

I служат дл разв зки выходов операционных усилителей 5.I are used to isolate the outputs of operational amplifiers 5.

Таким образом, обеспечиваетс возмокность коммутации аналоговых сигналов от заземленных источников сигнала, при этом снижаютс требовани к идентичности характеристик операционных усилителей, ключевых элементов и увеличиваетс диапазон работоспособности - устройства при разбросе значений параметров его элементов, т.е. расшир ютс функциональные возможности коммутатора.Thus, the possibility of switching analog signals from grounded signal sources is ensured, while the requirements for the identity of the characteristics of operational amplifiers and key elements are reduced, and the range of operability of the device increases when the parameters of its elements are spread, i.e. switch functionality is extended.

Claims

Invention Formula

A multichannel analog switch containing key elements by the number of channels, each of which is provided with first, second and control contacts, and a common operational amplifier, the non-inverting input of which is connected to a common bus, inver0

five

0

the input is with the first contacts of the key elements, and the output with the o67 of the second contacts of the key elements and with the output of the device, characterized in that, in order to expand its functionality, each key element contains an operating amplifier, a MOS transistor and three resistors, the first resistor is connected between the first contact of the key element and the non-inverting input of the operational amplifier, between the output of which and the second contact of the key element the second resistor is turned on, and the third resistor is turned on A MOS transistor is connected between the inverting input of the operational amplifier and the input terminal, between the inputs of the operational amplifier, the gate of which is connected to the corresponding control contact of the key element.