200239. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés videofrekvenciás, digitális vezérlésű analóg aktív kapcsolómátrix megvalósítására
5 HU 200239 B 6 tok komplementer struktúrájú tranzisztorokból vaunak kialakítva. A 2. ábrán látható a találmányunk szerinti elrendezés K kapcsolóelemének felépítése. A K kapcsolóelem aktív, lényegében egy vezérelhető, kaszkád kapcsolású erősítő, jelen esetben háromfokozatú, Trl; Tr2; Tr3 tranzisztorokkal megvalósítható. Az első fokozat bázisára csatlakozik a kapcsolóelem 1 bemenete a Cl csatlakozókondenzátoron keresztül, valamint a 3 vezérlőbemenet az Rj, R.2 ellenállásokból és C2 kondenzátorból álló szürőtagon keresztül. A Trl tranzisztor kollektora a Tr2 tranzisztor bázisával van összekötve, A Tr3 tranzisztor bázisa a Tr2 tranzisztor kollektorával van összekötve. A Tr3 tranzisztorral megvalósított utolsó, kimenő fokozat emittere és a kapcsolóelem 4 kimenete közé C3 csatolókondenzátor van iktatva. Az Ut tápfeszültség a kapcsolóelem 5 pontja és a 2 föld pont közé van kapcsolva. Az R3, R4, R5, R6 ellenállások az egyenáramú munkapontok és az erősítés beállítására szolgálnak. Az egymást követő fokozatok komplementer struktúrájú tranzisztorokból vannak kialakítva. A K kapcsolóelem működése a következő: a tranzisztorok galvanikus kapcsolatban vannak egymással, tehát a Trl tranzisztor lezárása az utána következő Tr2 és Tr3 tranzisztorok lezárását vonja maga után és így a bemenet és a kimenet közötti jelútbán csak átvezetési kapacitások vannak. Ezek a kisértékű kapacitások a kapcsolás ellenállásainak shunt hatásaival együtt biztosítják a tekintélyes áthallási csillapítást, amely esetünkben 4,5 MHz-en 100 dB. Ha a Trl tranzisztor bázisa megfelelő munkaponti feszültséget adunk az Ri; R2 ellenállásokon keresztül, a kapcsolás egyencsatolt háromfokozatú kaszkád erősítőként működik, ahol Trl és Tr3 tranzisztorok földelt emitteres, Tr2 tranzisztor földelt kollektoros kapcsolásban vannak. Az R4 ellenállás a Trl tranzisztor, az Rö ellenállás a Tr2 tranzisztor kollektorellenállása: az R3 ellenállás a Trl tranzisztor, az R5 ellenállás a Tr2 trnazisztor, az R7 ellenállás a Tr3 tranzisztor emitterellenállása. A bekapcsolt K kapcsolóelem erősítése a kollektor- és emitterellenállások arányával beállítható. Ci, C3 csatolókondenzátorok, C2 kondenzátor nagyfrekvenciás hidegítő kondenzátor. Az erős helyi visszacsatolások biztosítják a stabilitást és a nagy bemenőellenállást. így a kapcsolóelem bemenőimpedanciáját Rí ellenállás értéke (10—100 kohm) határozza meg. A bekapcsolt elemekről származó áthallás csökkentésére a bekapcsolt aktív kapcsoló kimenő impedanciája kicsi, így a többiről jövő nemkívánatos jc.ekre további osztást jelent, mivel a kikapcsolt elemek kimenőellenállása (» R7). a bekapcsoltnál nagyobb. A következőben ismertetett 3. ábrán a 2. ábra szerinti K kapcsolóelemekkel megvalósítottt n x m méretű kapcsolómátrixra láthatunk példát. Az egyforma K kapcsolóelemek blokkonként, belső kapcsolás részletezése nélkül a 2. ábra szerinti kivezetés számozás szerint vannak bekötve. Miután a K kapcsolóelem kimenőellenállása elhanyagolhatóan kicsi a szokásos 75—600 ohm lezárási impedanciákhoz képest, az emit tér követős kimenet miatt, a kívánt kimenőimpedancia most Riu külső ellenállás a kimenettel soros rákapcsolásával érhető el. A kívánt bemenőimpedancia Rbe külső ellenállás bemenőpontokra való rákapcsolásával érhető el. A leggyakrabban előforduló kapcsolómátrixnál Rbe - Rki és a kívánt beiktatási csillapítás 0 dB. Ekkor a 3. ábra szerinti kapcsolás szükséges feszültségerősítése kétszeres. Az erősítés értéke a fokozatok erősítését meghatározó kollektor — emitter ellenállás aránnyal, pontos értéke a hibrid IC-n megvalósított áramkör R3 ellenállásának jusztirozásával érhető el. A kapcsolók vezérlését 5 V-os tápfeszültségű CMOS logikai áramkörök végzik és 0 V a kikapcsolt, 5 V a bekapcsoljak felel meg. Szabadalmi igénypontok 1. Kapcsolási elrendezés videofrekvenciás, digi tális vezérlésű analóg aktív kapcsolómátrix megva lósítására, amely n számú bemenettel és m számú kimenettel rendelkezik és n x m számú kapcsolóelemből (K) áll, a kapcsolóelemek (K) n számú sorba és m számú oszlopba vannak rendezve és mint ki- és bemenettel rendelkező négypólusok úgy vannak egymáshoz kapcsolva, hogy az egy sorban lévő m da - rab kapcsolóelem (K) bemeneteiken párhuzamosan van kapcsolva, és az így kialakított n számú bemeneti csomópont képezi a kapcsolómátrix bemenetéit, melyekkel egy-egy lezáróellenállás (Rbe) van pár - huzamosan kapcsolva és az egy oszlopban lévő n darab kapcsolóelem (K) kimenetei párhuzamosan vannak kapcsolva, és az így kialakított m számú kimeneti csomóponthoz egy-egy lezáróellenállás (Rid) van sorosan kapcsolva, melyek másik végei képezik a kapcsolómátrix kimeneteit, azzal jellemezve, hogy á kapcsolóelemekk (K) vezérelhető, aktív, kaszkád kapcsolású erősítők, melyek első tranzisztorának (TR1) bázisára a bemenet (1) — csatolókondenzátoron (Ci) keresztül —, a vezérlőbemenet (3) — a szűrőtagot alkotó ellenállásokon (Ri, R2) és kondenzátor (C2) keresztül — van rákapcsolva: a kapcsolóelem kimenete (4) az utolsó tranzisztor (TR3) emitterére csatolókondenzátGr (C3) közbeiktatásával kapcsolódik. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy az aktív, vezérelhető kapcsolóelem (K) első tranzisztorának (TR1) kollektora közvetlenül a második tranzisztor (TR2) bázisával van összekötve, továbbá az egymást követő fokozatok komplementer struktúrájú tranzisztorokból vannak kialakítva. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4
