Федеральне агентство з освіти
Державна освітня установа вищої професійної освіти
Самарський державний технічний університет
РЕФЕРАТ
по темі
Комутатори аналогових сигналів. Пристрій і принцип дії
Виконала: студентка 3-ІТ-5
Вахніна Н.А.
Перевірив: головний інженер к.т.н
Четаєв В.Г.
Самара 2010
Зміст
Пристрій комутаторів аналогових сигналів
Статичні характеристики аналогових комутаторів
Багатоканальні комутатори або мультиплексори
Матричні комутатори
Список використаних джерел
Пристрій комутаторів аналогових сигналів
Комутація сигналів - це метод, за допомогою якого сигнали, що надходять від декількох джерел, об'єднуються в певному порядку в одній лінії. Потім відбувається відповідна їх обробка, і сигнали за допомогою іншого комутатора можуть бути спрямовані в різні виконавчі пристрої. Упорядкований введення і висновок сигналів здійснюється, як правило, за допомогою адресації джерел і приймачів сигналів, а також пов'язаних з передачею сигналів комутаторів.
Загальна структурна схема зв'язку джерел і приймачів через комутатор представлена ​​на малюнку 1.
В
Малюнок 1. Структурна схема зв'язку джерел і приймачів через комутатор
Комутатор складається з електронних ключів, пов'язаних певним чином. Ключі аналогових сигналів повинні забезпечити неспотворену передачу сигналів від джерел до приймачів, проте в процесі передачі можуть виникнути і перешкоди, які залежать від самих ключів і сигналу управління, наприклад накладення одного сигналу на інший.
Зазвичай пристрій управління комутатором є цифровим і діє або за заздалегідь встановленою програмою, або під управлінням мікропроцесорів або міні-ЕОМ (у цьому випадку програма управління комутатором може бути змінена). Для вибору певного ключа і призначення його функції (тобто включення або відключення) використовується адресний дешифратор команд. Крім того при передачі сигналів можливі тимчасові затримки, пов'язані або з швидкодією самих ключів, або з швидкодією пристрою керування. І в тому і в іншому випадку можливі втрати частин переданих сигналів або їх спотворення.
Для виключення втрат при передачу сигналів, а також для узгодження опорів джерел і приймачів сигналів до складу комутаторів можуть входити різні согласующие і нормуючі підсилювачі.
Якщо джерела і приймачі можуть мінятися місцями, то комутатор повинен бути спрямоване двома, тобто забезпечувати передачу сигналів в обох напрямках.
При комутації сигналу і навантаження можна використовувати як одиночні ключі, так і їх різні комбінації. Якщо джерело сигналу має характеристики, близькі до характеристик ідеального джерела напруги (тобто має малий внутрішній опір), то для його комутації доцільно використовувати послідовний (малюнок 2а) або послідовно-паралельний (малюнок 2б) ключ. Послідовно-паралельний комутатор в будь-якому робочому стані він має вихідний опір, близьке до нулю.
В
а) б)
Малюнок 2. Схеми підключення джерела до навантаження за допомогою: а - послідовного ключа; б - послідовно-паралельного ключа
Якщо ж джерело сигналу має характеристики, близькі до характеристик ідеального джерела струму (тобто малу внутрішню провідність), то для його комутації краще використовувати паралельний (малюнок 3а) або паралельно-послідовний (малюнок 3б) ключ.
В
а) б)
Малюнок 3. Схеми підключення джерела до навантаження за допомогою: а - паралельного ключа; б - паралельно-послідовного ключа
Різновиди аналогових комутаторів можуть бути реалізовані на електронних елементах з керованим опором, які мають мале мінімальне та високу максимальне значення. Для цих цілей можуть використовуватися діодні мости, біполярні і польові транзистори.
Діодні ключі застосовуються для точного і швидкого перемикання напруг і струмів. Схеми різних діодних ключів наведені на малюнку 4. Двухдіодний ключ (малюнок 4а) за відсутності керуючого напруги замкнений. При подачі на аноди діодів керуючого напруги діоди відмикаються і ключ замикається. Напруга зсуву такого діодного ключа визначається різницею прямих напруг на діодах D1 і D2. При підібраних діодах напруга зсуву лежить в межах від 1 до 5 мВ. Час комутації визначається швидкодією діодів. Для діодних ключів зазвичай використовують діоди Шотки або кремнієві епітаксіальні діоди з тонкою базою. У цих діодах слабо виражені ефекти накопичення носіїв, і їх інерційність у основному визначається перезарядом бар'єрної ємності. Диференціальне опір відкритого діодного ключа дорівнює сумі диференціальних опорів діодів і може лежати в межах від 1 до 50 Ом.
Основним недоліком такого ключа є пряме проходження с...
