160942. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nagypontosságú negatív kapacitásos kompenzálás megvalósítására
MAGTAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY 160942 Bejelentés napja: 1970. VI. 17. (MA—2107) Közzététel napja: 1972. I. 28. Megjelent: 1974. I. 31. Nemzetközi osztályozás: A 61 b 5/04; H 03 £ 1/00 Ä —'4 If ^ ^M Bejelentés napja: 1970. VI. 17. (MA—2107) Közzététel napja: 1972. I. 28. Megjelent: 1974. I. 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL , Bejelentés napja: 1970. VI. 17. (MA—2107) Közzététel napja: 1972. I. 28. Megjelent: 1974. I. 31. ..-;.;. • ^,:;),c •'"" Feltaláló: Kozmann György oki. villamosmérnök, Budapest Tulajdonos: MTA Központi Fizikai Kutató Intézet, Budapest Kapcsolási elrendezés nagypontosságú negatív kapacitásos kompenzálás megvalósítására A negatív kapacitásos kompenzációt alkalmazó erősítők, használata olyan helyen indokolt, ahol a feszültségforrás belső ellenállása nagy, és így a forrás, valamint a csatlakozó szerelvények kapacitása következtében fellépő integráló ha- 5 tás miatt a mérendő feszültség gyors változásai kiintegrálódnak, eltűnnek. A gyakorlatban ilyen esettel például a mikroelektródás, intracelluláris mérések esetén ta- 10 lálkozunk, ahol a forrás (mikroekktróda, sejt, elektrolit együttesen) nagyságrendileg 106 —ilO 8 Ohm ellenállással, valamint körülbelül 100 pF kapacitással rendelkezik, és a sejt által termelt villamos feszültségimpulzusok néhány msec. 15 időtartamúak, meglehetősen gyors felfutással. Kapacitással terhelt nagy ellenállású forrásokból származó jelek alakhű erősítésére több módszer ismeretes. 20 Az egyik ismert módszer szerint a csatlakozó mérőerősítő erősítés-frekvencia karakterisztikáját úgy alakítják ki, hogy ott kezdjen kiemelni, ahol a forrás kapacitása következtében a levá- 25 gás megindulna. Ha a vágás és a kiemelés -azonos mértékű, akkor eredőben az alakhű erősítés létrejöhet. A módszer hibája, hogy a forrás-ellenállás, vagy kapacitás megváltozása esetén torzított jelátvitelt eredményez, 30 A másik ismert módszer a negatív kapacitásos kompenzáció alkalmazása. Ilyen esetben a tényleges hullámalak meghatározása oly módon lehetséges, hogy a forrás kapacitását áramköri effektussal, egy az erősítő kimeneti ós a bemeneti melegpontját áthidaló kapacitáson keresztül történő pozitív visszacsatolás következtében fellépő úgynevezett negatív kapacitással ellensúlyozzák. Pozitív visszacsatolás esetén ugyanis az erősítő bemeneti kapcsán mérhető kapacitás negatív, azaz csökkenti a ténylegesen a bemenetre kapcsolódó kapacitások hatását. Ha a kompenzáció túlzott mértékű, azaz a bemeneten levő pozitív és negatív kapacitások eredője negatív, akkor az erősítő begerjed. Kismérvű kompenzáció esetén viszont az integráló hatás csökkentése nem kielégítő. Belátható, hogy a kompenzáció mértékében van egy optimum. Az 1. ábra szerinti ismert elrendezésnél a forrást az R és C elemek jelképezik, a negatív kapacitást a pozitív erősítésű erősítő és a Cv viszszacsatoló kapacitás realizálja. Ha az erősítés operátoros alakban az . A = 1+pT ...(I) alakú összefüggéssel írható le, akkor a rendszer átviteli függvénye másodfokú, operátoros alakban: 160942
