SU1734141A1 - Двухканальный переключатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в антенной и измерительной аппаратуре. С целью увеличени  чувствительности к входным коммутируемым сигналам за счет снижени  уровн  помех от управл ющего напр жени  двух- канальный переключатель содержит четыре диода и цепи питани  диодов, состо щие из восьми дросселей, п ти разделительных и семи блокировочных конденсаторов. Переключатель содержит, помимо двух входов и одного выхода, еще два входа посто нных напр жений смещени . На все четыре диода подаютс  посто нные напр жени , смещающие рабочие точки диодов в область пр мых токов, что уменьшает уровни гармоник на входах и выходе переключател . Фильтры нижних частот, образованные цеп ми питани  диодов, ослабл ют уровень гармоник в исходном управл ющем напр жении . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к радиоэлектронике и может быть использовано дл  коммутации сигналов малого уровн  мощности в гектометровом, декаметровом и метровом диапазонах волн, в частности, в антенной и измерительной технике.

Известен высокочастотный двухканаль- ный переключатель, содержащий в каждом коммутируемом плече по одному последовательному диоду. Недостатком его  вл етс  малое значение ослаблени  закрытых каналов и низка  чувствительность к входным коммутируемым сигналам, обусловленна  высоким уровнем коммутационных (гармонических) помех от управл ющего сигнала (коммутационные помехи содержатс  как в самом управл ющем сигнале, так и возникают на нелинейност х диодов под воздействием управл ющего сигнала).

Известен также высокочастотный двух- канальный переключатель, содержащий первый и второй входы, между которыми включены последовательно соединенные первый разделительный конденсатор, первый и второй диоды, включенные согласно, и второй разделительный конденсатор, третий диод, включенный между земл ным проводником и точкой соединени  первого разделительного конденсатора и первого диода, четвертый диод, включенный между земл ным проводником и точкой соединени  второго разделительного конденсатора и второго диода, при этом третий и четвертый диоды подключены к первому и второму диодам одноименными электродами, Т-образный фильтр ньжних частот, включенный между точками соединени  первого и третьего диодов, с одной стороны, и второго и четвертого диодов, с другой сторон ы, выход,

а

Јь

соединенный через третий разделительный конденсатор с точкой соединени  первого и второго диодов, и вход управл ющего напр жени , к которому подсоединен потенциальный вывод блокировочного конден- сатора и первый вывод дроссел , второй вывод которого подключен к общей точке соединени  первого и второго диодов и третьего разделительного конденсатора. Недостатком такого переключател   вл ет- с  мала  чувствительность к входным коммутируемым сигналам.

Наиболее близким к предлагаемому по максимальному числу существенных признаков  вл етс  двухканальный переключа- тель, содержащий первый и второй входы, между которыми включены последовательно соединенные первый разделительный конденсатор, первый и второй диоды, включенные согласно, и второй разделительный конденсатор, первый, второй и третий дроссели , первые выводы которых соединены с земл ным проводником, четвертый и п тый дроссели, первые выводы которых подключены соответственно к аноду первого диода и катоду второго диода, а вторые выводы - к потенциальным выводам первого и второго блокировочных конденсаторов и входу управл ющего напр жени , третий диод, катод которого подключен к точке со- единени  первого разделительного конденсатора , первого диода и четвертого дроссел , а анод - к потенциальному выводу третьего блокировочного конденсатора и второму выводу второго дроссел , четвер- тый диод, анод которого подключен к точке соединени  второго разделительного конденсатора , второго диода и п того дроссел , а катод - к потенциальному выводу четвертого блокировочного конденсатора и второму выводу четвертого дроссел , третий разделительный конденсатор, первый вывод которого  вл етс  выходом переключател , а второй вывод подключен к второму выводу первого дроссел  и к точке соедине- ни  первого и второго диодов.

Недостатком переключател   вл етс  его низка  чувствительность к входным коммутируемым сигналам.

Цель изобретени  - повышение чувст- вительности двухканального переключател  к входным коммутируемым сигналам (за счет уменьшени  уровн  коммутационных помех).

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в двухканальный диодный переключатель, содержащий первый и второй входы, между которыми включены последовательно соединенные первый разделительный конденсатор , первый и второй диоды, включенные

согласно, и второй разделительный конденсатор , первый, второй и третий дроссели, первые выводы которых соединены между собой, четвертый и п тый дроссели, первые выводы которых подключены соответственно к аноду первого диода и к катоду второго диода, а вторые выводы - к потенциальным выводам первого и второго блокировочных конденсаторов, третий диод, к аноду которого подключен потенциальным выводом третий блокировочный конденсатор и второй вывод второго дроссел , четвертый диод , к катоду которого подключен потенциальным выводом четвертый блокировочный конденсатор и второй вывод третьего дроссел , третий разделительный конденсатор, первый вывод которого  вл етс  выходом двухканального переключател , а второй вывод подключен к второму выводу первого дроссел  и к общей точке соединени  первого и второго диодов, дополнительно введены четвертый и п тый разделительные конденсаторы, шестой седьмой и восьмой дроссели, п тый, шестой и седьмой блокировочные конденсаторы, при этом четвертый разделительный конденсатор, шестой дроссель и п тый блокировочный конденсатор соединены между собой, первый вывод четвертого разделительного конденсатора подключен к аноду первого диода, а второй вывод - к катоду третьего диода, потенциальные выводы второго и п того блокировочных конденсаторов соединены между собой и  вл ютс  входом напр жени  смещени  отрицательной пол рности, п тый разделительный конденсатор, седьмой дроссель и шестой блокировочный конденсатор соединены последова- тельно между собой, при этом первый вывод п того разделительного конденсатора подключен к катоду второго диода, а второй вывод - к аноду четвертого диода, потенциальные выводы первого и шестого блокировочных конденсаторов соединены между собой и  вл ютс  входом напр жени  смещени  положительной пол рности, к общей точке соединени  первого, второго и третьего дросселей подключены потенциальный вывод седьмого блокировочного конденсатора и первый вывод восьмого дроссел , второй вывод которого  вл етс  входом управл ющего напр жени .

На фиг. 1 приведена принципиальна  электрическа  схема двухканального переключател ; на фиг. 2 - вольтамперные характеристики со стороны управл ющего входа переключател  при подаче на диоды посто нных напр жений смещени  (крива  А) и при их отсутствии (крива  Б).

Двухканальный переключатель (см. фиг.1) содержит четыре полупроводниковых диода 1-4, восемь дросселей 5-12, п ть разделительных 13-17 и семь блокировочных 18-24 конденсаторов и оканчиваетс  двум  входами (входными разъемами) 25 и 26 и одним выходом (выходным разъемом) 27, входом управл ющего напр жени  28 и входами напр жений смещени  положительной 29 и отрицательной 30 пол рностей. Между первым 25 и вторым 26 входами включены последовательно соединенные первый разделительный конденсатор 13, первый 1 и второй 2 диоды, включенные согласно, и второй разделительный конденсатор 14. Между выходом 27 и точкой соединени  диодов 1 и 2 включен третий разделительный конденсатор 15. Первый 7, второй 8, третий 9 и восьмой 12 дроссели первыми выводами соединены с потенциальным выводом седьмого блокировочного конденсатора 24, при этом второй вывод восьмого дроссел  12  вл етс  входом 28 управл ющего напр жени . Второй вывод второго дроссел  8 подсоединен к аноду третьего диода 3 и потенциальному выводу третьего блокировочногоо конденсатора 22. Второй вывод третьего дроссел  9 подсоединен к катоду четвертого диода 4 и потенциальному выводу четвертого блокировочного конденсатора 23. Второй вывод первого дроссел  7 подключен к точке соединени  диодов 1 и 1 и третьего разделительного конденсатора 15. К точке соединени  первого разделительного конденсатора 13 и анода первого диода 1 подключены первыми выводами четвертый дроссель 5 и четвертый разделительный конденсатор 16, а к точке соединени  второго разделительного конденсатора 14 и катода второго диода 2 подключены первыми выводами п тый дроссель 6 и п тый разделительный конденсатор 17. Начало шестого дроссел  10 соединено с катодом третьего диода 3 и вторым выводом четвертого разделительного конденсатора 16, а его конец - с потенциальным выводом п того блокировочного конденсатора 20. Начало седьмого дроссел  11 соединено с анодом четвертого диода 4 и вторым выводом п того разделительного конденсатора 17, а его конец - с потенциальным выводом шестого блокировочного конденсатора 21. Вторые выводы четвертого 5 и п того 6 дросселей соединены соответственно с потенциальными выводами первого 18 и второго 19 блокировочных конденсаторов. Потенциальные выводы первого 18 и шестого 21 блокировочных конденсаторов соединены между собой и  вл ютс  входом 29 напр жени  смещени  положительной пол рности, а потенциальные выводы второго 19 и п того 20 блокировочных конденсаторов также соединены между собой и  вл ютс  входом

30 напр жени  смещени  отрицательной пол рности.

Двухканальный переключатель работает следующим образом.

На входы 29 и 30 подаютс  посто нные

0 напр жени  смещени  положительной и отрицательной пол рности величиной 0,6-0,8 В (при использовании в переключателе кремниевых диодов). При этом на диоды подаютс  напр жени  0,4-0,6 В (часть на5 пр жений падает на дроссел х), смещающие рабочие точки диодов 1-4 в область малых пр мых токов. На входы 25 и 26 подаютс  высокочастотные сигналы малого уровн  мощности, на вход 28 - двухпол р0 ное управл ющее напр жение (в частном случае, имеющее форму меандра). При отрицательном управл ющем напр жении на входе 28 диоды 1 и 4 открываютс , а диоды 2 и 3 закрываютс . При этом вход 25 соеди5 н етс  с выходом 27, вход 26 отсоедин етс  от него и сигнал с входа 25 поступает на выход 27. При положительном управл ющем напр жении на входе 28 открываютс  диоды 2 и 3 и закрываютс  диоды 1 и 4. При

0 этом вход 26 соедин етс  с выходом 27, вход 25 отсоедин етс  от него и сигнал с входа 26 поступает на выход 27. Управл ющее напр жение с входа 28 поступает на диоды 1-4 через фильтры нижних частот,

5 образованные дроссел ми 7-9 и 12 и конденсатором 24, что уменьшает уровень гармоник , поступающих на диоды. Сопротивление между входом 28 и земл ным проводником определ етс  вольтамперной

0 характеристикой, представленной на фиг.2 кривой А (если бы входы 29 и 30 были соединены с земл ным проводником, сопротивление между входом 28 и земл ным проводником определ лось бы вольтампер5 ной характеристикой, представленно на фиг. 2 кривой Б). На выходе переключател  гармоники, порождаемые на нелинейност х диодов, имеют малый уровень, поскольку цепь между точкой соединени  диодов 1 и 2

0 (котора  через конденсатор 15 соединены с выходом 27) и земл ным проводником обладает вольтамперной характеристикой, близкой к линейной. Уменьшение уровн  гармоник от управл ющего напр жени  на

5 входах переключател  25 и 26 обусловлено частичной компенсацией противофазных гармоник управл ющего напр жени , проход щих по параллельным ветв м от входа 28 к входам 25 и 26, поскольку эти цепи также имеют вольтамперные характеристики , близкие к линейным. На первый вход 25 противофазные гармоники управл ющего напр жени  проход т по двум параллельным ветв м: дроссель 8 - диод 3 - конденсатор 16 (перва  ветвь) и дроссель 7 - диод 1 (втора  ветвь), на второй вход 26 противофазные гармоники управл ющего напр жени  проход т по двум параллельным ветв м: дроссель 9 - диод 4 - конденсатор 17 (перва  ветвь) и дроссель 7 - диод 2 (втора  ветвь). Уменьшение уровн  гармонических составл ющих в предлагаемом переключателе по отношению к переключателю-прототипу обусловлено также тем, что амплитуда управл ющего напр жени  на диодах при тех же пр мых токах (при тех же значени х ослаблений открытых и закрытых каналов) получаетс  меньше на величину посто нного напр жени  смещени , подаваемого на диоды (чем меньше амплитуда гармоник управл ющего сигнала, тем меньше уровень гармоник как в самом исходном сигнале, так и в сигнале, искаженном диодами ).

Дл  получени  минимального уровн  коммутационных помех в переключателе необходимо использовать идентичные диоды 1-4, одинаковые дроссели 5, 6, 10 и 11; 8 и 9 и одинаковые конденсаторы 13 и 14; 16 и 17;18-21;22 и 23.

Двухканальный переключатель, выполненный на диодах 2А517А по схеме, изображенной на фиг. 1, имел в диапазоне частот 0,3-300 МГц ослабление открытых каналов 0,4 дБ. Ослабление закрытых каналов превышало 50 дБ. При подаче на вход 28 напр жени , имеющего форму меандра и частоту колебаний 1 кГц, и на входы 29 и 30 посто нных напр жений +0,75 и -0,75 В, ослабление гармоник управл ющего напр жени  на входах 25 и 26 и выходе 27 в диапазоне частот 0,1-1,0 МГц составл ло соответстве- но 13-21 и 19-21 дБ по отношению к тому же переключателю, у которого входы 29 и 30 были соединены с земл ным проводником (по отношению к переключателю-прото- типу). В декаметровом и метровом диапазонах волн уровн  гармоник от управл ющего напр жени  на входах и выходе переключател  находились на уровне шумов используемого при измерении уровн  гармоник анализатора спектра СК 4-59.

Техническое преимущество предлагаемого переключател  по сравнению с переключателем-прототипом состоит в увеличении приблизительно на 20 дБ его чувствительности к входам коммутируемым сигналам. К достоинствам переключател  следует также отнести меньший, чем у переключател -прототипа (и других известных

переключателей) уровень помех на его входах , что имеет существенное значение дл  антенных коммутаторов, поскольку к уровню излучаемого антеннами паразитного сигнала предъ вл ютс  весьма жесткие требовани .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Двухканальный переключатель, содержащий первый и второй входы, между которыми включены последовательно соединенные первый разделительный конденсатор , первый и второй диоды, включенные согласно, и в-орой разделительный

   конденсатор, первый, второй и третий дроссели , первые выводы которых соединены между собой, четвертый и п тый дроссели, первые выводы которых подключены, соответственно , к аноду первого диода и катоду

   второго диода, а вторые выводы - к потенциальным выводам первого и второго блокировочных конденсаторов, третий диод, к аноду которого подключен потенциальный вывод третьего блокировочного конденсатора и второй вывод второго дроссел , четвертый диод, к катоду которого подключен потенциальным выводом четвертый блокировочный конденсатор и второй вывод третьего дроссел , третий разделительный

   конденсатор, первый вывод которого  вл етс  выходом двухканального переключател , а второй вывод подключен к второму выводу первого дроссел  и к общей точке соединени  первого и второго диодов, о т л

   ичающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности к входным коммутируемым сигналам, в него дополнительно введены четвертый и п тый разделительные конденсаторы, шестой, седьмой и восьмой

   дроссели, п тый, шестой и седьмой блокировочные конденсаторы, при этом четвертый разделительный конденсатор, шестой дроссель и п тый блокировочный конденсатор последовательно соединены между собой , первый вывод четвертого разделительного конденсатора подключен к аноду первого диода, а второй вывод - к катоду третьего диода, потенциальные выводы второго и п того блокировочных конденсаторов соединены между собой и  вл ютс  входом дл  подключени  источника напр жени  смещени  отрицательной пол рности , п тый разделительный конденсатор, седьмой дроссель и шестой блокировочный

   конденсатор последовательно соединены между собой, при этом первый вывод п того разделительного конденсатора подключен к катоду второго диода, а второй вывод - к аноду четвертого диода, потенциальные выводы первого и шестого блокировочных конденсаторов соединены между собой и  вл ютс  входом дл  подключени  источника напр жени  смещени  положительной пол рности , к общей точке соединени  первого , второго и -третьего дросселей подключены потенциальный вывод седьмого блокировочного конденсатора и первый вывод восьмого дроссел , второй вывод которого  вл етс  входом управл ющего напр жени .

   2&± $

   as0Ј3

   +

   Фиг.1

   /

   -26

   I

   /

   /

   - Ј