JPS5828934B2 - スイッチ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスイッチ回路に関する。

本発明に係るスイッチ回路は、通常のスイッチング手段
として広範囲の分野で利用可能であるが、以下搬送周波
系で使用する現用系統および予備系統のスイッチング手
段に適用した場合を例にとって説明する。

一般に搬送周波系では現用および予備の両系統を具え、
負荷に対し両系統からの交流信号を択一的に供給する。

いずれの系統を選択するかは制御信号に基づいて決定さ
れ、この制御信号によってスイッチ回路が動作し、負荷
に対する現用および予備両系統の接続を切換える。

前述した動作を行なうスイッチ回路としては、従来リレ
ーの接点あるいはダイオード・スイッチによって実現さ
れており、且つ該スイッチ回路は現用系の回路および予
備系の回路のいすからも独立した位置に置かれていた。

ここで、現用系および予備系はいずれか一方が出力側で
あり他方がしゃ断側であるので、これらの系を出力系お
よびしゃ断糸と呼ぶことにすると、前記スイッチ回路は
、しゃ断糸増幅器の出力端インピーダンスが出力系増幅
器に影響を与えないような、つまり十分高いインピーダ
ンスを確保し得るものでなければならない。

この意味において、スイッチ回路として前記リレーの接
点およびダイオード・スイッチは好適である。

然しなから、前者のリレー接点についてみると、（１）
機械的動作を伴うので信頼度が低く、（２）スイッチン
グ時間を高速化する上で限界があり、（３）リレー動作
用の大電流が必要であり、（４）その人電流により発熱
を生じ、（５）その発熱により実装スペースを広くとら
なければならず、（６）リレーそのものが大きく且つ実
装スペースを広くとらなければならないので高密度実装
が出来ない、等の欠点を伴った。

また後者のダイオード・スイッチについてみると、（１
）スイッチ回路を導通にするために通過させるべき交流
信号電流のピーク値に見合ったバイアス電流を流さなけ
ればならないので電源容量が犬となり、（２）そのバイ
アス電流により発熱を生じ、（３）その発熱により実装
密度を向上することが出来ず、（４）一方、スイッチ回
路をしゃ断にするため特別な逆バイアス電圧を必要とす
るので回路構成が複雑になる、等の欠点を伴った。

さらに、リレーの場合およびダイオード・スイッチの場
合いずれも、前述し・たまうに、出力系およびしゃ断糸
のいずれに対しても回路的に独立した位置を占めるので
、搬送周波系全体が大形化する欠点を伴った。

従って本発明の目的は、前述の諸欠点を排除することの
出来る新規な構成のスイッチ回路を提案することである
。

上記目的に従い本発明は、いずれか一方が択一的に導通
またはしゃ断となる２つのスイッチ部を有し、且つ２つ
のスイッチ部は出力系およびしゃ断糸に分割して内蔵さ
れ、ざらに台系において系の出力増幅器と一体に動作す
る如く構成したことを特徴とするものである。

具体的には、前記出力増幅器の出力段に配置された出カ
ドランスに対し、その１次巻線を交流的にアースし若し
くはフロートさせ、そのアース時において前記出カドラ
ンスにおける１次巻線および伝送路に接続する２次巻線
を結合させ、そのフロート時に前記１次巻線および２次
巻線の結合を解除してスイッチング機能を持たせ、さら
に前記のアースはダイオード及びトランジスタの順方向
微小インピーダンスを利用し、前記のフロートはダイオ
ードの逆方向高インピーダンスおよびトランジスタの遮
断時コレクタ高インピーダンスを利用し、さらに前記の
順方向微小インピーダンスは前記出力増幅器の１駆動に
必要な直流電流を分流して前記ダイオードに供給するこ
とにより得、前記の逆方向高インピーダンスは該出力増
幅器の１駆動に必要な直流電圧を分岐し且つ逆バイアス
電圧として該ダイオードに印加することにより得るよう
にしたことを特徴とするものである。

以下図面に従って本発明を説明する。

既に述べたとおり、本発明では、搬送周波系で使用する
現用および予備の両系統を切換えるスイッチ回路を例に
とって説明しているので、第１図にその構成の大略を示
す。

本図において１１は搬送周波系における現用系、１２は
予備系、１３はこれら増幅器からの交流信号を対局に搬
送するための伝送路である。

この場合、いずれか一方の増幅器が出力系として動作す
るとき、他方はしゃ断糸となり、交流信号はいずれか一
方の増幅器のみから伝送路１３に送出されるようになっ
ており、この切換動作を行なうのがスイッチ回路１４で
ある。

この切換動作の指示は制御線１５からの制御信号によっ
て行なわれる。

第１図に示すスイッチ回路１４は、従来リレーあるいは
ダイオード・スイッチで構成され、既に述べた諸欠点を
伴った。

また、従来のスイッチ回路１４が、第１図の構成のよう
に現用、予備両系統のいずれからも独立して配置される
ことについても既に述べた。

そこで本発明は原理的に第２図に示す如き構成を有する
スイッチ回路を提案する。

ただし本発明に基づくスイッチ回路は単独で動作するこ
とが出来ず、各系統の増幅器と有機的に合体して動作す
るので、該増幅器ならびにこれに付随する部分も同時に
描かれている。

第２図において、２１が本発明のスイッチ回路を内蔵す
る現用系、２２が本発明のスイッチ回路を内蔵する予備
系であり、１３は第１図と同様伝送路である。

今、現用系２１が出力系として交流信号を送出し、一方
予備系２２はしゃ断糸として休止しているものとする。

この場合、現用系スイッチＳＷ１が開、スイッチＳＷ２
およびＳＷ３が閉、一方、予備系のスイッチｓｗｉ’が
閉、スイッチＳＷ２’およびＳＷ３’が開である。

これらスイッチ群の開閉制御は開閉制御信号（図示せず
）によって行なわれる。

現用系２１において、スイッチＳＷ１が開、スイッチＳ
Ｗ２およびＳＷ３が閉であることから、増幅器ＡＭＰを
、駆動するための直流電流を分流した直流電流■Ｄｃは
、図中のループ１ｏｏｐ ｌを辿って負電源−ＶＥＥに
流入する。

この時、出カドランスＴｒの１次巻線■−■における■
端子はコンデンサＣ１を通して交流的にアースされる。

この結果、出カドランスＴｒの１次巻線■−■および２
次巻線■−■は結合可能となり、入力端子ＩＮから供給
された交流信号は、該１次巻線を通して該２次巻線に現
われ、伝送路１３に送出される。

一方、予備系２２において、スイッチＳＷ１’が閉、ス
イッチＳ Ｗ ２’およびＳＷ３’が開であることから
、増幅器ＡＭＰ’を駆動するための直流電流を分流した
直流電流ＩＤＣ’は、図中のループＩｏｏｐ２’を辿っ
て負電源−ｖＥＥ′に流入する。

この時、出カドランスＴｒ’の１次巻線寥−■における
■端子はフロートとなり、該１次巻線には電流が流れな
い。

この結果、出カドランスＴｒ’の１次巻線■′−■′お
よび２次巻線■′−■′は結合不能となり、入力端子Ｉ
Ｎ’から供給された交流信号は２次巻線■′−■１こ現
われず、伝送路１３に送出されない。

なお、逆に、現用系２１が休止、予備系２２が出力系と
なった場合については、該現用系２１が上述した予備系
２２の動作と全く同様に動作し、予備系２２が上述した
現用系２１の動作と全く同様に動作する。

上述の如く、本発明の最も基本的な特徴をなす部分は、
既存の出カドランスの１次側をアース若しくはフロート
とし、これによりスイ゛ノチング機能を実現することで
ある。

このアース、フロートを得るために、分流直流電流Ｉ
ＤＯＩ Ｉ Ｄ’０を２つのループのいずれか一方に流
すようにし、そのループの選択をスイッチ群によって行
なう。

ただし、第２図に示すスイッチ群（リレー接点群）は原
理の説明を行うために記載したものであり、現実には、
実装スペース、消費電力、動作速度等の点で問題があり
使用出来ない。

このため、本発明はさらに、前記スイッチ群の好実施例
を提案する。

第３図はそのスイッチ群の最も好適な実施例を示す図で
ある。

ただし、現用系および予備系共に全く同一構成であるの
で、現用系側についてのみ記載する。

第２図および第３図を比較して明らかなように、スイッ
チＳＷ１はダイオードＤ２およびＤ３の直列回路によっ
て、スイッチＳＷ２はダイオードＤ１によって、スイッ
チＳＷ３がトランジスタＴＳＩによってそれぞれ置き換
えられている。

このようにすれば、ＩＣ化が可能であり、実装スペース
は小さくなり、消費電力も小さくなる上、動作速度は極
めて速くなる。

次に、第３図の回路の動作説明をする。

先ず、本発明のスイッチ回路を導通にし、交流信号を伝
送路１３に送出する場合について述べる。

スイッチ回路を導通にすべき指示は、制御線１５からの
制御信号（Ｈｉｇｈ １ｅｖｅｌ ）によって与えられ
、トランジスタＴｓｌを飽和せしめる。

この飽和時における該トランジスタＴｓｌのコレクター
エミッタ電圧をＶＯＥとし、またダイオードＤ１におけ
る電位降下をｖＤｌとしたとき、ＶＯＥ＜ＶＤＩなるト
ランジスタＴｓｌを使用すれば、直流電流ＩＤＣは■点
＋０点−〇点なるループ１ｏａｐｌを辿って負電源−Ｖ
ＥＢに至る。

なぜなら、ｖｃＥくｖＤｌであれば、■点→０点なるル
ープ１００ｐ２におけるダイオードＤ２およびＤ３の電
圧降下ＶＤ２＋ＶＤ３はｖＤ２＋ｖＤ３〉ＶＯＥ＋ｖＤ
１ となり、これらダイオードＤ２およびＤ３には直流電流
がほとんど流れず自動的にカットオフ状態に近似される
からである。

つまり、第２図におけるスイッチＳＷ１が開き、スイッ
チＳＷ２およびＳＷ３が閉なる状態と等価な状態が生ず
る。

この結果、入力端子ＩＮからの交流信号は、出カドラン
スＴｒの１次巻線■−■、トランジスタＴｓｌ、コンデ
ンサＣ１を通してアースに流れ、２次巻線■−■にその
交流信号が現われ伝送路１３に送出されることになる。

これがスイッチ回路の導通である。

一方、スイッチ回路を断とし、交流信号を伝送路１３′
に供給しない場合について述べる。

スイッチ回路を断とすべき指示は、制御線１５からの制
御信号（Ｌｏｗ １ｅｖｅｌ）によって与えられ、トラ
ンジスタＴｓ１をカットオフとする。

トランジスタＴｓｌをカットオフとした時、図中０点の
電位は抵抗Ｒ１を介して接地電位まで上昇する。

このため、ダイオードＤ１には逆バイアス電圧が印加さ
れることになり、該ダイオードＤ１はカットオフする。

そして、■点および■点間のダイオードＤ２およびＤ３
には順方向バイアス電圧が印加されることになり、直流
電流■ＤｃはループＩｏｏｐ２を辿って負電源−ＶＥＲ
に流入する。

このように、トランジスタＴｓ１およびダイオードＤ１
が共にカットオフとなったことにより、出カドランスＴ
ｒの１次巻線■−■における■端子はフロートとなり、
該１次巻線と２次巻線の結合は解除される。

従って、交流信号は伝送路１３に送出されない。

これがスイッチ回路の断である。

上述した本発明のスイッチ回路を用いた場合、出力系の
出カドランスからしゃ断糸の出カドランスを見たときに
該しゃ断糸出カドランスの１次側が開放であることから
高インピーダンスになり、出力系に影響を与えることが
ない。

またトランジスタＴｓ１に通電する直流電流は、交流信
号電流に対して余裕を持っており、該トランジスタによ
る歪の影響は余り問題とならない。

さらに、増幅器ＡＭＰの０点の出力についてみると、増
幅器ＡＭＰを電圧源に近い構成にするとスイッチ回路の
導通、断いずれの場合もその交流振幅は一定であり、都
合がよい。

さらにまた、本発明のスイッチ回路を増幅器に挿入した
挿入損失についてみると、高々ダイオード２個分の損失
であり、問題とならない。

以上説明した様に本発明によれば、増幅器を駆動するに
必要な直流電源から直流電流を分流するのみで、しかも
簡単な回路構成で、高密度化、小形化、低消費電力化、
高速動作化に適したスイッチ回路が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は現用、予備の両系統を有する搬送周波系に一般
的なスイッチ回路を挿入した状態の概略を示すブロック
図、第２図は第１図の構成に本発明に基づくスイッチ回
路の基本構成を組み込んだ状態を示すブロック図、第３
図は第２図における基本構成を具体化した好実施例を示
す回路図である。 図において、ＩＬ２１は現用系、１２．２２は予備系、
１３は伝送路、ＡＭＰ 、ＡＭＰ’は増幅回路、Ｔｒ、
Ｔｒ’は出カドランス、Ｄｉ、Ｄ２゜Ｄ３はダイオード
、Ｔｓｌはスイッチングトランジスタである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 増幅器と、該増幅器の出力段に接続される出カドラ
   ンスとを有し、該出カドランスの出力巻線からの出力を
   送出若しくは送出停止せしめるために導通若しくはしゃ
   断となるスイッチ回路であって、前記出カドランスの出
   力巻線と結合する入力巻線を交流的にアースし若しくは
   フロートせしめることにより前記の導通若しくはしゃ断
   を得るようにしたスイッチ回路において、 前記増幅器を駆動するための直流電源から直流電流を同
   一方向に分流する直列回路であって、少なくとも２つの
   ダイオードからなる第１の直列回路および該第１の直列
   回路に対し並列に接続される、少なくとも１つのダイオ
   ードおよびスイッチングトランジスタからなる第２の直
   列回路を有し、さらに該第２の直列回路における前記ダ
   イオードおよび前記スイッチングトランジスタの接続点
   に前記入力巻線の一端を接続し且つ並列接続する前記直
   列回路における前記直流電流の流出点を交流通過用コン
   デンサにて接地し、前記スイッチングトランジスタをオ
   ン・オフすることにより前記の導通若しくはしゃ断を得
   るようにしたことを特徴とするスイッチ回路。