Масштабируемому переключателю не нужны ни конденсаторы, ни синхронизация

Журнал РАДИОЛОЦМАН, ноябрь 2019

Robert Most

EDN

Схемы переключателей с зависимой фиксацией конфигурации 1 из N обычно основаны на цифровых решениях. Такие схемы часто бывают полезными в интерфейсах пользователя, таких как микшерские консоли, селекторы видеопотока или системы резервирования с управлением по токовой петле. Исключение цепей тактовой синхронизации, когда это возможно, из высокоточных аналоговых систем, таких как Hi-Fi аудио или видео, снижает шансы проникновения шума обратно в полезные сигналы. На Рисунке 1 изображена схема масштабируемого переключателя 1 из N, преимущество которого заключается в том, что в нем нет ни синхронизации, ни конденсаторов, и имеется встроенная индикация «активного канала».

Рисунок 1.	В этом переключателе с зависимой фиксацией с конфигурацией 1 из N не используются ни синхронизация, ни конденсаторы. Светодиоды выполняют дополнительную функцию индикаторов активных каналов.

Принцип работы этой схемы основан на переключении токов. Источник втекающего тока. образованный n-канальным полевым транзистором с p-n переходом BF256C, обеспечивает ток порядка 5 мА, который примерно равен току удержания любого малосигнального тиристора. Когда вы выбираете канал путем кратковременного нажатия кнопки, включается соответствующий тиристор, загорается светодиод, подключенный к его катоду, и на линии КАНАЛ N устанавливается «лог. 1». Тиристор автоматически фиксирует выбранную линию до тех пор, пока не будет нажата кнопка выбора другого канала. При активации ключа любого другого канала открывается соответствующий тиристор и отпускает предыдущий канал. Такое поведение защелки основано на неспособности источника одновременно отдавать ток, которого хватило бы для удержания в открытом состоянии более чем одного тиристора.

Для изоляции катодов тиристоров схеме нужны блокировочные диоды. При использовании для этой цели светодиодов, как показано на Рисунке 1, они будут выполнять дополнительную функцию индикаторов активного канала. Вы можете использовать линию КАНАЛ N для выбора аналогового переключателя, механического реле или иного устройства. Масштабируется схема очень просто. Для каждой дополнительной секции требуются только кнопка без фиксации, резистор 1.5 кОм, тиристор и диод. Поскольку в схеме используется токовое управление, длинные линии проблем не создают; секции каналов могут быть размещены в различных помещениях. В исходном состоянии при включении питания все каналы выключены. Кроме того, на Рисунке 1 показана дополнительная кнопка «ОБЩИЙ СБРОС». При нажатии этой кнопки весь ток источника тока уходит в нее, и любой активный тиристор закрывается.

Рисунок 2.	Токовое зеркало заменяет полевой транзистор с p-n переходом из Рисунка 1 и позволяет выбирать между одним или двумя активируемыми каналами.

В схеме можно использовать n-канальный полевой транзистор другого типа, но для соответствующего масштабирования ток стока будет необходимо изменить сопротивление R₁. Схему легко модифицировать так, чтобы одновременно могли быть активированы два тиристора или более. Для системы с несколькими активными каналами уровень тока надо установить таким, чтобы его хватало на удержание в открытом состоянии только требуемого количества тиристоров, и не больше. Например, для системы с двумя активными каналами потребуется источник втекающего тока от 8 до 10 мА. На Рисунке 2 изображена возможная альтернатива источнику тока, заменяющая полевой транзистор и резистор R₁. Если в многоканальной конфигурации используются индикаторные светодиоды, вы должны принять надлежащие меры предосторожности, чтобы не допустить превышения максимального тока светодиодов.