171425. lajstromszámú szabadalom • Digitálisan vezérelhető elektronikus kapcsolóáramkör, studiótechnikai hangfrekvenciás vonalak kapcsolására

3 171425 4 -10, -20dBm-et, mely a jel/zaj romlásához (60, 70 dB) vezet, kapcsolási csillapításuk pedig (—60, 70 aB) nem mindig elegendő. A fent leírtak vonatkoznak az Elektroakusztikai Gyár, Siemens, Telefunken, Richmond Hill Labor (Canada) cégek jelenleg ismert kapcsoló áramköreire. Korszerű stúdiótechnikai hangfrekvenciás kapcsoló alapáramkör követelményeit az alábbiakban foglalhatjuk össze: - A kapcsoló tisztán elektronikus, mozgó mágneses elemektől mentes legyen. - A ki-, és bekapcsolás ne okozzon idegen zavaró jeleket, hallható „koppanást" a hangvonalban. -A kapcsolható jel érje el a +6, +12 dBm-es szintet. - A kapcsoló ne okozzon az áthaladó jelben torzítást. - A kapcsoló által termelt zaj-feszültség nem befolyásolja a kapcsolt vonalak jel/zaj viszonyát. - A kapcsoló elem standard szintű digitális jelekkel közvetlenül legyen vezérelhető. - A kapcsoló elem legyen kis fogyasztású. - Legyen olcsóbb, mint a hasonló rendeltetésű de mágneses mozgóelemet tartalmazó kapcsolóáramkör. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő berendezés révén e követelményeket kívánjuk kielégíteni. A találmány szerinti kapcsoló-áramkör a fenti követelményeknek mindenben eleget tesz, általa lehetőség nyílik bármilyen (sor és oszlop) méretű kapcsoló mátrixok felépítésére — melyek minőség, kezelhetőség, fogyasztás és ár tekintetében a jelenleg ismert megoldásokat felülmúlják. A találmány tárgyát képező áramkör segítségével a fenti követelményeket azáltal teljesítjük, hogy a berendezés meghatározott kapcsolatot hoz létre egy aktív kereszt-tagokat tartalmazó szimmetrikus Tosztó, egy elválasztó fokozat és egy aszimmetrizáló differenciál erősítő között és ki van egészítve egy, a digitális vezérlőjeleket megfelelően átalakító komparátor fokozattal. Az áramkör funkcionális működését a leíráshoz mellékelt rajz alapján ismertetjük. Az 1. ábrán a kapcsolási elrendezés tömbvázlatát, a 2. ábrán a komparátor vázlatos kapcsolási elrendezését látjuk. Az I szimmetrikus T-osztó A, B bemeneteire szimmetrikus vezérlőjel érkezik a kapcsolni kívánt jelforrásból. Az osztó kereszt-ágában levő 1 aktív félvezetők a vezérlő jel útját nyitott állapotukban lezárják, zárt állapotukban tovább engedik. Az 1 félvezetőkből kialakított kapcsoló-párok vezérlő feszültségüket azonos fázisban, közösen kapják, s így a kapcsolások pillanatában keletkező idegen feszültség (koppanás) az I szimmetrikus osztó mindkét kimenetén azonos fázisú jelként jelenik meg. Az I szimmetrikus osztó kimenetei a II elválasztó-fokozaton keresztül sorosan a III differenciál-erősítő bemenetére csatlakoznak. Aktivált kapcsoló esetén a bemeneteken levő szimmetrikus jel átjut az I szimmetrikus osztón, majd a III differenciál erősítő aszimmetrizálva a C kimeneti 5 csatlakozási ponthoz vezeti a fogyasztó számára. A kapcsolások pillanatában keletkező idegen feszültség a III differenciál erősítő mindkét bemenetét azonos fázisban vezérli, a III differenciál erősítő, azonos fázisú elnyomásának (CMR) és az elren-10 dezés szimmetriájának mértékében a zavaró jeleket elnyomja. A II elválasztó fokozatnak kettős szerepe van. Egyrészt impedancia illesztést végez a kapcsoló áramkör kedvezőbb zaj értéke szempontjából, más-15 részt biztosítja azt, hogy a ki-, és bekapcsolt állapottól függetlenül a III differenciál erősítő erősítése mindkét esetben azonos marad. A II elválasztó-fokozat két azonos felépítésű 20 erősítőt tartalmaz. Ez az erősítő egy egyszeres erősítésű, nagy bemenő impedanciájú, fázis-fordítás nélküli erősítő, mely pl. legegyszerűbb megvalósításában közönséges emitterkövető is lehet. 25 A IV komparátor D, E bemenetei biztosítják a megfelelő logikai vezérelhetőségét, K kimenete pedig a kapcsoló 1 aktív félvezetők közös vezérlő jelét. Ez a vezérlő jel a félvezetők nyitásakor nyitó áramot, zárásakor pedig zárófeszültséget biztosít. 30 Ezen zárófeszültség biztosítása teszi lehetővé, hogy a kapcsolón áthaladó jelszint elérheti a +6, +12 dBm szintet. A IV komparátor F csatlakozási pontjára kapcsolt UR referencia feszültség határozza meg a komparátor billenési feszültségét. Az 35 UR referencia feszültség megfelelő megválasztásával elérhető az, hogy a kapcsoló, tetszés szerint a HLL, vagy TTL standard logikai szintekkel működtethető legyen. A találmány szerinti szimmetrikus elrendezés biztosítja egyrészt, hogy a kapcsolások 40 alkalmával fellépő idegen jel és így a koppanások kiküszöbölhetők, másrészt, hogy a kapcsoló félvezetőkön egyébként keletkező, - zömében másodfokú torzítások — szintén elmaradnak. így a fenti megoldással elérhető, hogy a kimeneten mért kop-45 panási szint min. -70, 80 dBm és még +12 dBm-es kimeneti hasznos jelszint esetén sem okoz a kapcsolt vonal minőségét rontó torzítást. A találmány szerinti megoldással biztosítható 50 továbbá, az, hogy a kapcsolási csillapítása az I szimmetrikus osztóban szereplő 1 aktív félvezető, kereszttag-párok függvénye. Közönséges Si tranzisztorokat figyelembe véve, egy kereszttag-pár esetén -70, -80 dB, s így két kereszttag-pár alkalma-55 zásával már messzemenően biztosíthatók a stúdiótechnikában megkívánt legnagyobb csillapítási értékek. A kapcsoló áramkörrel biztosítható max. kimeneti effektív zaj-feszültség érték kikapcsolt állapotban jobb, mint -100 dBm, bekapcsolt állapot-60 ban pedig jobb mint -96 dBm. így figyelembe véve a stúdiótechnikában kialakult forrásvonal-jelszinteket, nagyméretű pl. (100 x 100) vonalkapcsoló mátrix esetén is biztosítható a min. 90 dB jel/zaj távolság, azzal kiegészítve, hogy a kapcsoló 65 alapáramkör felépítése nem kíván speciális kis zajú 2