3.3.   Аналоговые коммутаторы

Аналоговый коммутатор служит для переключения непрерывно изменяющихся электрических сигналов. Если коммутатор находится в состоянии «включено», его выходное напряжение должно по возможности точно равняться входному; если же коммутатор находится в состоянии «выключено», выходное напряжение должно быть как можно ближе к нулю или, во всяком случае, должно как можно меньше зависеть от входного напряжения.

Существуют различные схемные решения коммутаторов, удовлетворяющие указанным условиям. Их принцип действия показан на примере механических (контактных) переключателей (рис. 3.9).

В последовательном коммутаторе (рис. 3.9, а) пока контакт замкнут, UВЫХ = UВХ. Когда контакт размыкается, выходное напряжение становится равным нулю. Все это справедливо, если источник сигнала имеет нулевое выходное сопротивление, и емкость нагрузки равна нулю. При значительном выходном сопротивлении источника сигнала напряжение UВЫХ делится между этим сопротивлением и резистором R. Поэтому эту схему не следует применять в случае, если источником сигнала является источник тока, например, фотодиод. При существенной емкости нагрузки во время разряда этой емкости при размыкании ключа S выходное напряжение коммутатора снижается до нуля довольно долго.

В схеме параллельного коммутатора (рис. 3.9, б) UВЫХ = UВХ при разомкнутом ключе, если входное сопротивление нагрузки коммутатора бесконечно велико. Если же оно соизмеримо с сопротивлением резистора R, то на резисторе будет падать часть выходного напряжения источника сигнала. При наличии емкостной нагрузки будет относительно медленно устанавливаться выходное напряжение после размыкания ключа.

Последовательно-параллельный коммутатор (рис. 3.9, в) не имеет недостатков двух предыдущих схем (см. рис. 3.9, а, б). В любом рабочем состоянии он имеет выходное сопротивление, близкое к нулю.