Электронный коммутатор

Электронный коммутатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЭЙЕКТРОННШ КОММУТАТОР, содержащий первый ключевой элемент, управляющая шина которого соединена с первой управл51К)Ц1ей шиной электронного коммутатора, первая шина ,питания и шина первого ключевого элемента соединены соответственно с шиной питания и выходной шиной электронного коммутатора, втораяцшна питания и выходная шина первого ключевого элемента «объединены и пoдключeнJJ к общей timHe, первый клю-. чевоЯ элемент содержит два параллельно включенных МШ-транзистора дололиительных типов проводимости, инвертор , йодключенный к шинам питания первого ключевого элемента, резистор и диод, вход ич вертора,. выход которого соединен с затвором одного из МДП- транзисторов, соединен с затвором другого МДП-транзистора, а через резистор подключен к управляющей шине первого ключевого элемента , которая через диод соединена с первой июной питания первого ключевого элет« ента, подложки мдп-транзисторов с оединены с шинами питания .первого ключевого элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей в него введены второй и третий ключевые элементы, идентичные первому ключевому элементу, шесть резисторов, четыре конденсатора, два диода и стабилитрон, управляющая ши-; на второго ключеврго элемента через последовательно сЪедийенные первый конденсатор и первый резистор и управляющая шина третьего ключевохо элемента через последовательнЬ соединенные второй конденсатор и второй резистор со единены с второй и третьей управляющими шинами электронного коммутатора соответстэённог выходная шина третьего ключевого элемента , входная шина которого через (Л третий резистор соединена с первой iвходной шиной электронного коммутас: тора, соединена с входной шиной второго ключевого элемента и через последовательно соеданенные четвертый резистор и третий конденсатор подключена к входной шине первого к.гаочевого элемента, выходная шина второго ключевого элемента и его со ел эо вторая шина питания объединены и подключены к второй входной шине электронного коммутатора и к второй шине питания третьего ключевого элемента , а через параллельно соединенные четвертый конденсатор и стабилитрон соединены с объединенньоли первыми шинами питания второго и ,третьего ключевых элементов, управ .ляющая шина второго ключевого элемента через параллельно соединенные пятый резистор и первый диод и управляющая шина третьего ключевого элеме н та ч ере з п араллель но соединенные шестой резистор и второй диод соединены с второй входной шиной электронного коммутатора.

СОЮЗ CQBETCHHX

-- СОЦЙАЛЦСТИЧЕСНИХ

- РЕСПУБЛИН пюЯКи>

Н 03 К 17/687

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ .Ф

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3349670/13-21 (22) 20.10.81 (46) 15.08 ° 83. Вюл.: Р 30 ,(72). Ю.Н.Родионов, В.Д.Яковлев, Ю.A.Àëåêñååâ и В.Й.Высоков(71) Особое конструкторское бюро технической .кибернетики Ленинградского политехнического института им.. М.И.Калинина (53) 621.-382 (088.. 8) (56) 1. Патент CtdA Р:3457435, кл. 367-251, 1969.

2. Микросхемы интегральные полупроводниковые цифровые. Группа 6231. Справочник, том Щ. РМ 070013.3.. Микосхема 164 КТ1.

54)(57) ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР, содержащий первый ключевой элемент, управляющая шина которого соединена .с первой управляющей шиной электрон ного коммутатора,. первая шина питания и входная шина первого ключевого элемента соединены соответственно с .шиной пиуания и выходной ши.— ной электронного коммутатора, вторая. шина питания и выходная шина первого

" ключевого элемента объединены и подключены к общей шине, первый ключевоф элемент содержит два параллельно включенных МДП-транзистора до полнительных типов проводимости, инвертор, подключенный к шинам пита. ния первого ключевого элемента, резистор и диод, вход"ицвертора,, выход которого соединен с затвором одного иэ МДП-.транзисторов, -соединен с затвором другого МДП-транзистора, а через резистор подключен к управляющей шине первого ключевого элемента, которая через диод соединена спервой шиной питания первого ключевого элемента, подложки МДП-транзисторов соединены с шинами питания .первого ключевого элемента, о т л ичающ.ийся тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей, в него введены второй и третий ключевые элементы, идентичные первому ключевому-элементу,:шесть резисторов, четыре конденсатора, два диода и стабилитрон, управлякицая ши-: на второго ключевого элемента через последовательно соединенные первый конденсатор и первый резистор и управлякидая шина третьего ключевого элемента через последовательно соединенные второй конденсатор и второй резистор соединены с второй и третьей управляющими шинами электронного коммутатора соответственно„выходная шина третьего ключевого эле.а Ф мента, входная шина которого через третий резистор соединена с первой.:. входной шиной электронного -коммута-: тора, соединена с входной шиной вто- С„ рого ключевого элемента.и через последовательно соединенные четвер-- Я тый резистор и третий конденсатор подключена к входной шине первого ключевого элемента, выходная шйна второго ключевого элемента и его вторая шина питания объединены и подключены к второй входной шине электронного коьееутатора и к второй шине питания третьего ключевого:эле-; мента, а через параллельно соеди-.-ненные четвертый конденсатор и стабилнтрон соединены с объединенными первыми шинами питания второго и третьего ключевых элементов, управляющая шина второго ключевого элемента через параллельно соединенные пятый резистор и первый диод и управляющая шина третьего ключевого элемента через параллельно соединенные шестой резистор и второй диод соединены свторой входной шиной электронного коммутатора.

1035800

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано, например, в вычислительной технике и при построении различных систем контроля и управления.

Известен электронный переключа« тель, содержащий .два МДП-транзистора дополнительных типов проводимости, параллельно включенных в коммути руемую цепь С13.

Недостатки известного устройства - малое быстродействие и ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому является электронный коммута-: тор, содержащий первый ключевой элемент, управляющая шина которого соединена с первой управляющей шиной электронного коммутатора, первая шина питания и входная шина первого ключевого элемента соеди" иены соответственно с шиной питания и выходной шиной электронного. коммутатора, вторая шина питания и выходная шина первого ключевого элемента объединены и подключены к общей шине, первый ключевой элемент содержит два параллельно вклю- ченных МДП-транзистора дополнитель ных типов проводимости, инвертор, подключенный к минам питания первого ключевого злещзнта, резистор и диод, вход инвертора, выход которого соединен с затвором одного из

МДП-транзисторов, соединеи с зат-. вором другого МДП-транзистора, а через резистор подключен к управляющей шине первого ключевого эле« мента, которая через диод соединена с первой шиной питания первогО ключевого элемента подложки МДПтранзисторов соединены с шинами питания первого ключевого элемента (.2).

Недостаток известного устройст ва .- ограниченные функциональные возможности, поскольку оно не может быть использовано для коммутации напряжения, величина которого превыаает величину напряжения на шине электронного коммутатора.

Цель изобретения - расширеийе функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в электронный коммутатор, содержащий первый ключевой элемент, управляющая шина которого соединена с первой управляющей шиной электронного коммутатора, первая шина питания и .входная шина nep" вого ключевого элемента соединены соответственно с шиной питания и выходной шиной электронного комму- татора, вторая шина питания и выход" ная шина первого ключевого элемента объединены и подключены к общей шине, первый ключевой элемент содержит два параллельно включенных МДПтранзистора дополнительных типов проводимости, инвертор, подключенный к шинам питания первого ключевого элемента, резистор и диод вход инвертора, выход которого соединен с затвором одного из МДП-транзисторов, соединен с затвором другого МДП-транзистора, а через резистор о.подключен к управляющей шине первого ключевого элемента, которая че» рез диод соединена с первой шиной питания первого ключевого элемента подложки МДП-транзисторов соединены

15 с шинами питания первого ключевого элемента, введены второй и третий ключевые элементы, идентичные первому ключевому элементу, шесть резисторов, четыре конденсатора, два ди" щ ода и стабилитрон, управляющая шина второго ключевого элемента черезпоследовательно соединенные первый конденсатор и первый резистор и уп-. равляющая шина третьего ключевого

2 элемента через последовательно соединенные второй конденсатор и второй резистор соединены с второй и третьей управляющими шинами электронного коммутатора соответственно, >О выходная шина третьего ключевого элемента, входная шина которого через третий резистор соединена с первой входной шиной электронного . коммутатора, соединена с входной шиной второго ключевого элемента и

З через последовательно соединенные .четвертый резистор и третий конденсатор подключена к входной ши.не первого ключевого элемента, выходная шина второго ключевого эле"

40 мента и его вторая шика питания объединены .и подключены к второй входной шине электронного коммутатора, и второй шине питания третьего ключевого элемента, а через парам45 лельно соединенные четвертый конденсатор и стабилитрон соединены с объединенными первыми шинами питания второго и третьего ключевых элементов, управляющая шина второу го ключевого элемента через параллельно соединенные пятый резистор и первый диод и управлякщая шина третьего ключевого элемента через параллельно соединенные шес той резистор и второй диод соединены с второй входной шиной электрон ного коммутатора.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема, иллюстрирующая пример конкретной реализации электронного комаО мутатора; на фиг. 2 - принципиальная схема используемых ключевых элементов ° . Электронный коммутатор содержит (фиг. 1) первый 1, второй 2 и треЯ тий 3 ключевые элементы, первый 4, 1035800 второй 5, третий 6, четвертый 7, пя= тый 8 и шестой 9 рю. эисторы, первый

10, второй 11, третий: 12 и четвертый 13 конденсаторы,:первый 14 и второй

15.диоды, стабилитрон 16. первая ши на 17 питания первого ключевого элемента 1 соединена„ с шиной 18 питания электронного-коммутатора, а вторая шина 19 питания ключевого элемента 1 соединена с его выходной шиной 20 и подключена к общей шине.

Входная щнна 21 первого ключевого элемента 1 и его управляющая шина 22 сое» динены соответственно с выходной ши- ной 23 электронного коммутатора и первой управляющей шиной 24 электрон- 5 ,ного коммутатора.. Управляющие шины

25 и -26 второго 2 и третьего 3 ключевых элементов через последовательно: соединенные перйЖ резистор 4 и пер . вый конденсатор. 10:-и через последо- 2О вательно соединенные второй резистор

5 и второй конденсатор 11 соответст-. венно соединены с второй 27:и .третьей

28 управляющими шинами электронного коммутатора. Входная шина 29 третье- у5

ro ключевого элемента .3 и первая ши-. на 30 питания этого ключевого элемента соединены соответственно c первой входной шиной 31 электронного коммутатора и с первой шиной 32 пи тания второго ключевого- элемента 2, вторая шина 33 питания и выходная шина 34 которого объединены и подключены.к второй входной шине 35:электронного ксжмутатора. Выходная шина 36 третьего ключевого элемента 3 и вторая шина 37 питания этого ключевого элемента соединены соответственно..с входной шиной 38 второго ключевого элемента 2 и его выходной шиной 34.

Каждый из ключевых элементов 1, 40 .2 и 3 .содержит r, фиг. 2) ИДП-транзис« торы 39 и 40, инвертор 41, диод 42 и резистор 43. ИДП.-.транзисторы 39 и

40 соединены параллельно и включены между. входной. 44 и выходной 45 шина- 45

:ми ключевого элемента. Подложки

ИДП-транзисторов 39 и 40 подключены

; к .первой 46 и второй 47 шинам питания ключевого элемента. управляющая шина 48 ключевого элемента подключе- яо. на к точке соединения диода 42 и ре-. зистора 43.

Принцип действия электронного коммутатора состоит в следующем.

Управляющие сигналы с второй 27 — и третьей 28 управляющих шин электронного коммутатора поступают. íà уп-. равляющие шины 25 и- 26 второго 2 и третьего 3 ключевых элементов и поочередно включают их. Амплитуда -управляющих сигналов равна напряжению иа шине 18 питания электронного коммутатора. При этом на объединенных выходных шине 36 третьего ключевого элемента 3 и входной шийе 38,второго ключевого элемента 2 формируется пос- е5 ледовательность импульсов "привязанных" к -потенциалу.щсодной шины -35 электронного коммутатора, амплитуда которых пропорциональна напряжению между первой- 31 и второй -35 входнйми шинами электронного коммутатора; Конденсатор 12 отделяет постоянйую Составляющую от этих импульсов, и поэто" му в отсутствие первого ключевого элемента 1 импульсы на выходной шине 23 электронного коммутатора двухполярны. Первый ключевой элемент 1 выполняет фиксирующие функции. С по.мощью сигнала, поступающего на пер вую управляющую шину 24 электронного коммутатора, этот ключевой элемент включается в интервалы времени, когда заперт третий ключевой элемент 3.

В результате этого, сигналы на выходной шине 23 электронного коммутатора "привязываются" к потенциалу

-общей шины и являются однополярными.

Для того, чтобы напряжение на выходной шине 23 электронного коммутатора отсутствовало в моменты времени, когда второй 2 и третий 3 ключевые энементы разомкнуты, сопротивление вто- - рого ключевого элемента 2 в разомкнутом состоянии должно быть значительно больше, чем аналогичный параметр у третьего ключевого элемента" 3. .При использовании изобретения расширяются функциональные .возможности устройства. Предлагаежй .электронный коммутатор может коммутировать сигналы с первой 31 и второй

35 входных шин Устройства даже в том случае, когда они значительно превышают напряжение на шине 18 питания электронного коммутатора. Для этого необходимо,чтобыразность комму тируемых сигналов, подаваемых на шины 31 и 35,не превышала напряжения. на шине 18 пи ания электр<»нного коммутатора. Известные устройства подобными функциональными возможностями не обладают.

Возможность .коммутации напряже- ния значительного уровня объясня- . ется следующим образом.

Управляющие импульсы с второй

27-,и третьей 28 управляющих шин электронного коммутатора через резисторы 8 и 9, конденсаторы 10 и 11 поступают на управляющие шины 25 и 26 второго 2 и третьего 3 ключевых элементов. Благодаря фиксирующему действию диодов 14 и 15 на шинах 25 и 26 эти импульсы становятся положительными относительно вторых шин 33 и 37 питания ключевых элементов и через диоды 42 поочередно заряжают конденсатор 13. Напряжение иа этом конденсаторе близко к напряжению на шине 18 питания. электронного коммутатора. таким образом, напряжение ежду шинами питания второго 2 и между шинами б

1035800 питания третьего 3 ключевых элемен-. тов примерно равно напряжению на ши,не 18 питания электронного коммутатора, но смещено в положительную сторону на величину напряжения на второй входной шине 35 электронного коммутатора, что делает возможным коммутацию напряжения, превышающего напряжение на шине 18 питания электронного коммутатора и расширяет функциональные возможности устройства. ВНИИПИ Заказ 5854/59

7Тираж 936 Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4