3.8.2. Применение пт в коммутаторе для центральной
аппаратной АРС
Коммутатор каналов центральной аппаратной АРС должен иметь 25 входов и 10 выходов и удовлетворять требованиям предъявляемым к радиовещательной аппаратуре высшего класса качества, в частности.
1. Иметь переходное затухание каждого канала и между каналами ≥80 дБ.
2.
Вносить малые нелинейные искажения
коммутируемого сигнала
≤0,2
.
3. Вносить малые частотные искажения в полосе частот 30 Гц – 15 кГц.
4. Осуществлять коммутацию входных сигналов с эффективным напряжением ≤5,5 В .
5. Работать на входное сопротивление линии с RН = 600 Ом.
6. Иметь симметричный вход и выход.
7. Иметь хорошую развязку управляющего и коммутируемого сигналов.
8. Иметь простую схему управления, допускающую управление от ЭВМ.
9. Иметь малые габариты, массу, потребляемую мощность и высокую надежность.
Для обеспечения всех этих требований в коммутаторе для центральной аппаратной APС необходимо использовать электронную коммутацию на полупроводниковых элементах.
Простейший способ обеспечения симметричного входа и выхода реализуется при применении трансформаторов. Однако использовать трансформаторы в коммутаторах APС нецелесообразно из-за технологичности их изготовления, большой массы и габаритов. В электронных коммутаторах необходимо применять электронные схемы, эквивалентные трансформатору с коэффициентом. Количество ДБУ будет определяться суммой числа входов К и числа выходов N. Так для коммутатора типа 25×10 число ДБУ равно К+N = 25 + 10 = 35. Для обеспечения возможности коммутации любого из входов коммутатора на любой из выходов требуется К·N коммутирующих ячеек.
С целью рационального использования ЭВМ любая ячейка коммутатора должна управляться кратковременными импульсами. Для того чтобы удержать ячейку коммутатора в нужном состоянии в промежутке между управляющими импульсами, она должна иметь схему памяти с двумя устойчивыми состояниями.
На схемы памяти поступают управляющие импульсы от ЭВМ, соответствующие определенной программе, через переходное устройство, преобразующее используемое число выходов ЭВМ в требуемое число входов коммутирующих ячеек.
Исходя из сказанного, структурную схему коммутатора для центральной аппаратной АРС с 25 входами и 10 выходами можно изобразить в виде, изображенном на рисунке 3.19.
Описанный принцип построения многоканальных коммутаторов может найти применение и при разработках электронных автоматических телефонных станций.
Рис. 3.19. Структурная схема коммутатора типа 25/10
Достоинством схемы электронного коммутатора, изображенного на рисунке 3.19 является то, что она содержит только два основных функциональных узла: ДБУ и ключевую ячейку. Таким образом для разработки коммутатора любой емкости, достаточно иметь КN однотипных ключевых ячеек и К+N однотипных ДБУ.
В результате исследования схем ключевых ячеек и схем ДБУ для электронного коммутатора центральной аппаратной АРС было предложено использовать в качестве основных следующие функциональные узлы.
В качестве ДБУ использовать двухтактные сложные истоковые повторители, выполненные по схеме рисунка 3.20. В этой схеме удалось обеспечить малые нелинейные искажения за счет компенсации четных гармоник в нагрузке. Каждое плечо ДБУ содержит истоковый повторитель на полевом транзисторе КП103М и двух биполярных транзисторах, образующих схему составного транзистора. ДБУ имеет симметричные вход и выход и обеспечивает, при нагрузке 600 Ом, нелинейные искажения КГ < 0,15% при выходном уровне 5,5В. При снижении выходного уровня до 0,775В нелинейные искажения не превышают 0,06%. При увеличении сопротивления нагрузки до 5 кОм и выходном уровне 5,5В нелинейные искажения не превышают 0,05%.
Рис. 3.20. Схема
дифференциального буферного усилителя
Для согласования симметричного ДБУ с ключевой ячейкой, ее также выполняют по двухтактной схеме. Схема ключевой ячейки приведена на рисунке 3.21. В каждом плече такой схемы содержатся два ПТ типа КП302В и один биполярный транзистор.
Каждое плечо симметричной ключевой ячейки представляет собой Т-образную схему. Оригинальность схемы заключается в том, что биполярный транзистор выполняет две функции:
а) играет роль ключевого элемента, обеспечивая малое динамическое сопротивление в состоянии «выключено». Это обеспечивает высокие значения переходного затухания;
Рис. 3.21. Схема ключа с симметричным входом и выходом
б) играет роль элемента схемы управления. В состоянии «включено» напряжение, снимаемое с выхода этого транзистора, отпирает полевые транзисторы. Так как в состоянии «включено» биполярный транзистор заперт, то ПТ работают на высокоомную нагрузку. При этом нелинейные искажения, вносимые ячейкой коммутатора, малы, а коэффициент передачи близок к 1.
Использование Т-образных ключевых ячеек позволяет обеспечить высокие значения переходного затухания и необходимую развязку выходных цепей;
В качестве схем памяти используется триггер на туннельном диоде, принцип работы которого изложен в пункте 3.5.
Использование в качестве основных функциональных узлов коммутатора устройств, схемы которых приведены на рисунке 3.20 и рисунке 3.21 позволило разработать электронный коммутатор типа 25×10 отвечающий требованиям высшего класса качества.