DE2917989A1 - Elektronische koppelfeldeinrichtung - Google Patents

Description

Rl.-Nr. 1898/79

30. 4. 1979 FE/PLI/Rz/Hö

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Elektronische KoppelfeIdeinrichtung

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektronischen Koppelfeldeinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruches.

Aus der DE-AS 19 22 382 ist schon eine solche Koppelfeldeinrichtung bekannt., bei welcher als Koppelpunkte Feldeffekttransistoren (FETs) eingesetzt sind. Bekanntlich haben die als Schalter verwendeten FETs einen sehr großen Sperrwiderstand, welcher jedoch bei höheren Frequenzen hauptsächlich durch die parasitären Kapazitäten zwischen den Elektroden des FET bestimmt ist. Zur Herabsetzung dieser parasitären Kapazitäten ist in der bekannten,Einrichtung der Bulk-Anschluß jedes FET mit Masse verbunden. Nachteilig dabei ist jedoch, daß ins-

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besondere bei der Übertragung hoher Frequenzen, beispielsweise Videofrequenzen, Schwierigkeiten auftreten, wenn z. B. viele Ausgangsleitungen auf eine Eingangsleitung geschaltet werden. Dann wird nämlich der Eingangsverstärker sehr stark kapazitiv belastet.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist in Weiterentwicklung der bekannten Koppelfeldeinrichtung aus der DE-AS 21 23 395 eine Anordnung bekannt, bei welcher der Bulk-Anschluß der FETs bei gesperrtem Koppelpunkt über einen Kondensator auf Masse gelegt ist, während er bei durchgeschaltetem Koppelpunkt wechselspannungsmäßig ungeerdet ist. Dies wird durch eine zusätzliche Diode erreicht, die von der Gate-Gleichspannung des FET entsprechend mitgeschaltet wird. Außerdem wird mit dieser Diode ein Kompensationskondensator auf der Eingangsverstärkerseite eines jeden Koppelpunktes nach Masse geschaltet, der die Kapazitäten der gesperrten Koppelpunkte einer Leitung so nachbildet, daß bei Zuschaltung mehrerer Ausgangsleitungen auf einen Eingangsverstärker die kapazitive Belastung desselben annähernd konstant bleibt.

Damit wird zwar erreicht, daß die kapazitive Eingangsbelastung bei jedem Zuschalten einer Ausgangsleitung konstant bleibt, aber nicht verringert wird, so daß auch hierbei ein Übersprechen von der Eingangsleitung auf die Ausgangsleitung möglich ist. Außerdem ist diese Anordnung relativ aufwendig, da für jeden einzelnen Koppelpunkt mehrere Schaltelemente zusätzlich vorzusehen sind. Bei einer größeren Koppelfeldeinrichtung

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mit einer Vielzahl von Eingangs- und Ausgangsleitungen entsteht somit ein beträchtlicher Aufwand.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Eingangskapazität sowie die Lastkapazitätsänderung für den Eingangsverstärker ohne größeren Zusatzaufwand an Schaltelementen stark herabgesetzt werden, so daß die Übertragungseigenschaften, wie Frequenzgang und Ubersprechdämpfung, der Koppelfeldeinrichtung wesentlich verbessert werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Koppelfeldeinrichtung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt einen Teil einer Koppelfeldeinrichtung mit FETs als Koppelelemente.

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Beschreibung der Erfindung

Die elektronische Koppelfeldeinrichtung besteht aus mehreren Eingangsleitungen E1, E2,...En und mehreren Ausgangsleitungen A1,...Am. In jeder Eingangsleitung E1,...En ist je ein Verstärker EV1,...EVn und in jeder Ausgangsleitung A1,...Am je ein Arsgangsverstärker AV1,...AVm angeordnet. Zwischen jeder Eingangsleitung El,...En und jeder Ausgangsleitung A1,...Am ist je ein FET als Koppelelement K11,...Knm angeordnet, wodurch jede Eingangsleitung wahlweise mit jeder Ausgangsleitung verbunden werden kann. Dabei ist jeweils der Source-Anschluß S11,...Snm mit der Eingangsleitung E1,...En und der Drain-Anschluß DH₁...Dnm mit der Ausgangsleitung A1,,..Am verbunden. Den Gate-Anschlüssen G11,...Gnm wird eine entsprechende Schaltspannung zugeführt, wodurch die Source-Drain-Strecke der FETs entweder nichtleitend oder leitend geschaltet werden können. Sämtliche Bulk-Anschlüsse B11,...Bn1,...BIm,...Bnm der an jeweils einer Ausgangsleitung A1,...Am angeschlossenen FETs K11,...Kn1,...KIm,...Knm sind erfindungsgemäß über je einen Verstärker RV1,...RVm mit dem Eingang oder Ausgang des zugehörigen Ausgangsverstärkers AV1,...AVm verbunden.

Die zu schaltenden Signale, beispielsweise Videosignale, liegen an den Eingangsleitungen E1,...En und werden über die Eingangsverstärker EV1,...EVn den Koppelpunkten K11,...Knm zugeführt. Soll nun das Sig-

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nal einer bestimmten Eingangsleitung auf eine oder mehrere Ausgangsleitungen geschaltet werden, so wird dem Gate-Anschluß des bzw. der entsprechenden FETs eine Durchschlagspannung zugeführt, so daß eine Verbindung von der Eingangsleitung auf die Ausgangsleitung (en) über die leitend geschaltete Source-Drain-Strecke des/der FETs hergestellt wird. Am Ausgang des/der Ausgangsverstärker A ist dann jeweils das durchgeschaltete Signal abnehmbar.

Dieses am Eingang oder Ausgang des Ausgangsverstärkers A liegende Signal wird nun erfindungsgemäß über eine Verstärkerstufe RV mit Verstärkungsfaktor 1 und einem niederohmigen Ausgang auf die Bulk-Anschlüsse B der an dieser Ausgangsleitung angeschlossenen FETs zurückgeführt. An den Bulk-Anschlüssen liegt somit ein um die Drain-Bulk-Spannung U_DB versetztes Ausgangssignal.

Durch diese Maßnahme werden die parasitären Kapazitäten zwischen Source und Bulk sowie Bulk und Drain der FETs unwirksam. Damit werden auch die Lastkapazitäten am Ausgang der Eingangsverstärker sowie die Lastkapazitätsänderungen beim Durchschalten des entsprechenden Koppelpunktes auf die Ausgangsleitung erheblich vermindert, wodurch sich eine Verbesserung der Ubertragungseigenschaften ergibt. In der Praxis wurde mit dieser Schaltung smaßnahme eine Reduzierung der Lastkapazitäten um mehr als das Dreifache erreicht.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der Gate-Anschluß G der FETs von einer Schaltspannung gesteuert, welche von einer niederohmigen Spannungsquelle erzeugt

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wird. Dadurch sind die parasitären Kapazitäten zwischen Source und Gate sowie Gate und Drain geteilt, d. h. die Reihenschaltung dieser parasitären Kapazitäten ist aufgehoben, so daß hiermit eine weitere Verbesserung der Übersprechdämpfung möglich ist.

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Claims (5)

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   ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

   Ansprüche

   Elektronische Koppelfeldeinrichtung zum wahlweisen Durchschalten von Eingangsleitungen auf Ausgangsleitungen mit je einem Feldeffekttransistor (FET) als Koppelpunkt, dessen Source-Anschluß jeweils an die Eingangsleitung und dessen Drain-Anschluß jeweils an die Ausgangsleitung angeschlossen ist, dessen Gate-Anschluß eine zum Schalten des Koppelpunktes erforderliche Spannung zugeführt ist, und in deren Eingangs- und Ausgangsleitungen je ein Eingangs- bzw. Ausgangsverstärker vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß den BuIk-Anschlüssen der Feldeffekttransistoren eine um die Drain-Bulk-Spannung versetzte, amplituden- und phasengleiche Ausgangssignalspannung zugeführt ist.
2. 2. Elektronische Koppelfeldeinrichtung nach Anspruch

   1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ausgangsleitung (A1,...Am) über je eine Verstärkerstu'fe (RV1,...RVm) mit niederohmigem Ausgang mit den Bulk-Anschlüssen (B11,...Bnm) der in der jeweiligen Ausgangsleitung (A1,...Am) angeordneten FETs verbunden ist.
3. 3. Elektronische Koppelfeldeinrichtung nach Anspruch

   2, dadurch gekennzeichnet daß die Verstärkerstufen

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   Verstärkers (AV1,...AVm) und den jeweiligen BuIk-Anschlüssen (B11,...Bnm) der FETs angeordnet ist.
4. 4. Elektronische Koppelfeldeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstarkerstufen (RV1,...RVm) zwischen Ausgang des jeweiligen Ausgangsverstärkers (AV1,...AVm) und den jeweiligen BuIk-Anschlüssen (B11,...Bnm) der FETs angeordnet ist.
5. 5. Elektronische Koppelfeldeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die. Gate-Anschlüsse (G11,...Gnm) an einer Sehaltspannung liegen, welche von einer niederohmigen Spannungsquelle erzeugt wird.

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