Комутатор сигналів змінного струму

Комутатор сигналів змінного струму, який містить N транзисторів, із яких перший p-n-р транзистор містить N-1 емітерів, другий, третій і N п-р-п транзистори, діод, резистор, конденсатор, перемикач на N-1 положень, вхідну шину, першу, другу і К ВИХІДНІ шини, шину джерела живлення і спільну шину, колектори першого, другого, третього і N Винахід належить до радіоелектроніки та може використовуватись у приладах автоматики і вимірювальної техніки Існує відомий пристрій (див а с СРСР №1127092, кл Н03К17/60), який містить N транзисторних ключів, N-1 ДІОДІВ, резистор, перемикач, у кожному транзисторному ключі є транзистор, перший і другий резистори, перший і другий конденсатори Недолік цього пристрою - низький ККД Найбільш близьким до заявленого винаходу є пристрій (див патент України №33340А, кл Н0317/60), який містить N транзисторів із котрих перший p-n-р транзистор має N-1 емітерів, другий, третій і N-й п-р-п транзистори, перший і другий діоди, резистор, конденсатор, перемикач на N-1 положень, вхідну шину, першу, другу і К-у ВИХІДНІ шини, шину джерела живлення і спільну шину, колектори першого, другого, третього і N-ro транзисторів підключені до шини джерела живлення, базу першого транзистора через послідовно з'єднані перший і другий діоди підключено до спільної шини, а через резистор з'єднано з шиною джерела живлення, емітери другого, третього і N-ro транзисторів підключені ВІДПОВІДНО до першої, другої і К-і вихідним шинам, а бази цих транзисторів з'єднані ВІДПОВІДНО з першим, другим і N-1 емітерами першого транзистора, рухомий контакт перемикача через конденсатор з'єднано з вхідною шиною, а транзисторів підключені до шини джерела живлення, база першого транзистора через резистор з'єднана з шиною джерела живлення, емітери другого, третього і N транзисторів підключені ВІДПОВІДНО до першої, другої і К вихідних шин, а бази цих транзисторів з'єднані ВІДПОВІДНО З першим, другим і N-1 емітерами першого транзистора, катод діода з'єднаний зі спільною шиною, рухомий контакт перемикача через конденсатор з'єднаний з вхідною шиною, а перший, другий і N-1 нерухомі контакти цього перемикача підключені до баз ВІДПОВІДНО другого, третього і N транзисторів, який відрізняється тим, що перший транзистор містить додатковий емітер, що з'єднаний з анодом діода перший, другий і N-1 нерухомі контакти цього перемикача підключені до баз ВІДПОВІДНО другого, третього і N-ro транзисторів Недолік цього пристрою - низька надійність Ознаками прототипу, які збіжні з суттєвими ознаками винаходу, який заявляється, є N транзисторів із котрих перший p-n-р транзистор має N-1 емітерів, другий, третій і N-й п-р-п транзистори, діод, резистор, конденсатор, перемикач на N-1 положень, вхідна шина, перша, друга, і К-а ВИХІДНІ шини, шина джерела живлення і спільна шина, колектори першого, другого, третього і Nго транзисторів підключені до шини джерела живлення, базу першого транзистора через резистор з'єднано з шиною джерела живлення, емітери другого, третього і N-ro транзисторів підключені ВІДПОВІДНО до першої, другої і К-і вихідним шинам, а бази цих транзисторів з'єднані ВІДПОВІДНО З першим, другим і N-1 емітерами першого транзистора, катод діода з'єднано зі спільною шиною, рухомий контакт перемикача через конденсатор з'єднано з вхідною шиною, а перший, другий і N-1 нерухомі контакти цього перемикача підключені до баз ВІДПОВІДНО другого, третього і N-ro транзисторів Причиною, яка перешкоджає одержанню бажаного результату - високої надійності пристрою є наявність другого діода В основу винаходу поставлено задачу підвищити надійність комутатора шляхом зменшення CO Ю СЧ 00 ю 58253 КІЛЬКОСТІ елементів Поставлене завдання вирішується таким чином, що комутатор сигналів змінного струму містить N транзисторів із котрих перший p-n-р транзистор має N-1 емітерів і додатковий емітер, другий, третій і N-й п-р-п транзистори, діод, резистор, конденсатор, перемикач на N-1 положень, вхідну шину, першу, другу, і К-у ВИХІДНІ шини, шину джерела живлення і спільну шину, колектори першого, другого, третього і N-ro транзисторів підключені до шини джерела живлення, базу першого транзистора через резистор з'єднано з шиною джерела живлення, емітери другого, третього і N-ro транзисторів підключені ВІДПОВІДНО до першої, другої і К-і вихідним шинам, а бази цих транзисторів з'єднані ВІДПОВІДНО з першим, другим і N-1 емітерами першого транзистора, катод діода з'єднано зі спільною шиною, рухомий контакт перемикача через конденсатор з'єднано з вхідною шиною, а перший, другий і N-1 нерухомі контакти цього перемикача підключені до баз ВІДПОВІДНО другого, третього і Nго транзисторів, додатковий емітер першого транзистора через діод з'єднано зі спільною шиною Комутатор сигналів змінного струму відрізняється від прототипу тим, що в перший транзистор впроваджено додатковий емітер, котрий з'єднано з анодом діода Доказом наявності причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак й технічним результатом є та обставина, що технічний результат - висока надійність пристрою - може бути досягнутим тільки при використовуванні всієї сукупності суттєвих ознак винаходу При відсутності в технічному рішенні хоча б однієї суттєвої ознаки технічний результат не досягається На креслені зображена схема комутатора сигналив змінного струму Комутатор сигналів змінного струму містить N транзисторів із котрих перший I p-n-р транзистор має N-1 емітерів і додатковий емітер, другий 2, третій 3 і N-й п-р-п транзистори, діод 4, резистор 5, конденсатор 6, перемикач 7 на N-1 положень, вхідну шину 8, першу 9, другу 10, і К-у ВИХІДНІ шини, шину 11 джерела живлення і спільну шину 12, колектори першого 1, другого 2, третього 3 і N-ro транзисторів підключені до шини I I джерела живлення, базу першого 1 транзистора через резистор 5 з'єднано з шиною 11 джерела живлення, емітери другого 2, третього 3 і N-ro транзисторів підключені ВІДПОВІДНО до першої 9, другої 10 і К-і вихідним шинам, а бази цих транзисторів з'єднані ВІДПОВІДНО з першим, другим і N-1 емітерами першого 1 транзистора, катод діода 4 з'єднано зі спільною шиною 12, рухомий контакт перемикача 7 через конденсатор 6 з'єднано з вхідною шиною 8, а перший, другий і N-1 нерухомі контакти цього перемикача підключені до баз ВІДПОВІДНО другого 2, третього 3 і N-ro транзисторів, додатковий емітер першого 1 транзистора через діод 4 з'єднано зі спільною шиною 12 Комутатор сигналів змінного струму працює таким чином У відсутності сигналу на ВХІДНІЙ ШИНІ 8 струм від джерела живлення тече по ланцюгу шина 11, резистор 5, перехід база-додатковий емітер транзистора 1, діод 4, шина 12 Транзистор 1 відкривається і струм його емітерів зміщує емітерні переходи транзисторів 2 N у прямому напрямку Припускаємо, що рухомий контакт перемикача 7 установлений у крайнє верхнє положень (див креслення) та розглянемо роботу транзисторів 1 і 2 Діод 4 виготовлено в вигляді транзистора, базу якого з'єднано з колектором Так як до колектора транзистора 2 прикладається напруга джерела живлення, а колектор транзистора в дюдному включенні підключено до бази, то за рахунок різниці їх вхідних характеристик більша частина струму буде текти крізь діод 4 (див Степаненко И Г "Основы теории транзисторов и транзисторных схем", изд З, М Энергия, 1973, с 200, фиг 4 216) Внаслідок цього в базу транзистора 2 втікає значно менша частина струму Тому колекторний струм транзистора 2 буде також незначним Коли на шину 8 подається негативна напівхвиля вхідного синусоїдального сигналу, то базовий і емітерний струми транзистора 2 зменшуються й на шині 9 формується негативна напівхвиля вихідного сигналу Конденсатор 6 на цей час заряджується в рахунок різниці потенціалів, виникаючих між першим емітером транзистора 1 і негативного напівхвилего вхідного сигналу Чим більш амплітуда негативної напівхвилі, тим більш різниця потенціалів прикладається до обкладок конденсатора 6 Час зарядження конденсатора 6 обумовлено внутрішнім опором транзистора 1 і дорівнює (при умові, що внутрішнім опіром джерела сигналів можна зневажати) х зар = R iT1C6 де R,TI - внутрішній опір транзистора 1, Сє - МІСТКІСТЬ конденсатора 6 При цьому права обкладка конденсатора 6 (див схему) заряджується позитивно, а ліва - негативно Під час прибуття позитивної напівхвилі вхідного синусоїдального сигналу на шину 8 базовий та еміторний струми транзистора 2 зростають і на шині 9 формується позитивна напівхвиля вихідного сигналу При цьому конденсатор 6 розряджається по ланцюгу перехід база-емітер транзистора 2, резистор навантаження, шина 12 Час розрядження конденсатора 6 дорівнює х разр = R BXT2 C 6> Д е R B X T 2 - ВХІДНИЙ О П і р ТраНЗИС тора 2 Вхідний опір транзистора 2 значно більший, ніж внутрішній опір транзистора 1, тому час зарядження конденсатора 6 значно менший ніж час його розрядження х зар