§ 27.2. Электронные коммутаторы

Рассмотренные в главе 15 коммутационные элементы выполняют переключение электрических цепей при непосредственном механи­ческом воздействии для ручного управления и под воздействием электромагнитных сил при автоматическом управлении. Электро­магнитные коммутаторы имеют невысокое быстродействие — в луч­шем случае порядка нескольких микросекунд. Значительное повы­шение быстродействия обеспечивается применением электронных коммутационных элементов, построенных на полупроводниковых приборах. Такие электронные коммутаторы называются транзистор­ными и диодными ключами. В системах автоматики с управлением от ЭВМ, использующих элементы импульсной и цифровой техники, переключения выполняют именно электронные коммутаторы. Наи­большее распространение получили электронные устройства, в ко­торых в качестве коммутирующего элемента используются транзи­сторы. В отличие от диодных ключей, у которых вход и выход име­ют непосредственную связь, транзисторные ключи позволяют отделить входную (управляющую) цепь от выходной (управляемой) цепи, что зачастую бывает необходимо.

Схема наиболее Простого транзистор­ного ключа показана на рис. 27 3. Так же как и механический ключ (тумблер или выключатель), транзисторный ключ мо­жет находиться в одном из Двух состоя­ний: разомкнутом, когда транзистор за­крыт («выключено»), и замкнутом, когда транзистор открыт («включено»). Изме­нение состояния ключа происходит под влиянием входного управляющего напря­жения U_BX, при этом закрытому состоя­нию транзистора соответствует низкий положительный уровень входного сигнала, а открытому состоя­нию — высокий положительный уровень входйого сигнала. Нагруз­ка к транзисторному ключу может подключаться двумя спбсоба-ми — параллельно Лц и параллельно транзистору Простейшая схеМа транзисторного ключа имеет два основный недостатка: болыпай за­держка выключения при работе на емкостную нагрузку и сильная зависимость выходного напряжения от величины сопротивления нагрузки. С целью устранения этих недостатков используют более сложные устройства — составные ключи. Для повышения быстро­действия^ используете* ключ с ускоряющей емкостью (конденсатор подключается параллельно резистору в управляющей цепи), ключ с отрицательной обратной связью и другие схемы ключей. Работа транзистора в ключевых схемах изучае¥сяГ в курсе электронной Тех­ники.

В системах автоматики достаточно часто возникает задача по­ следовательного опроса нескольких Датчиков, или поочередного подключения нескольких источников информации к общему управ­ ляющему устройству. Такие задачи можно решать, 'Например, с по­ мощью шаговых искателей и распределителей (см.'§ 19.7). Однако как и Другие контактные электромеханические устройства, они име­ ют низкую надежность и действуют медленна Поэтому довремен­ ной технике предпочтительнее применение электронных устройств Для адресного подключения одной из 'нескольких входных линий к ЪДноЙ^выходНой Линии* служит мулйЙМлёкЙОр (сМ. •§ 27.бу."Обр¹ат^|- ная'задача — переключение одной входной линии На несколько вьт- ходных — решается с Помощью демультиплексора По'существу мультиплексор и демультиплексор являются электронными комму- TaTOpaiiH. Их работа основана на выполнении некоторых логиче­ ских операций, поэтому они будут рабсматриватьсй после взн'аком- ления с логическими элементами. ' ' -^г