172269. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés exponenciálisan vezérelhető átviteli jelek részére
3 172269 4 Az egyenfeszültség kiküszöbölésére, a nem lineáris paraméterek javítására valamint a vezérlőfeszültség vezérlési érzékenységének javítására általában egy harmadik szabályozó erősítőt alkalmaznak. A fent említett kapcsolástechnikai igények több szabályozó erősítő alkalmazását teszik szükségessé, és ezzel a kapcsolási elrendezésre történő ráfordítás igen költségessé válik. Ez a ráfordítás még inkább növekszik, ha egy elektronikus kapcsolási elrendezésben több, egymással szinkronban vezérlendő, átvivendő jelet kell szabályozni, pl. egy aktív RC-szűrő esetében, amelynek n-számú változtatható ellenállása van. Az említett esetben n-szeres alapkapcsolást kell alkalmazni. Cél, hogy az exponenciális vezérlésekre történő eddigi szabályozó erősítőre való költségráfordítást csökkentsük. Az exponenciális karakterisztikájú vezérlés megvalósítására az eddigiekhez képest egyszerűbb kapcsolási elrendezést alakítunk ki. Ezt úgy oldjuk meg, hogy a bemenő- és kimenőfeszültségek azonosak lehessenek ha a tápáramforrás és a fogyasztó kapcsolásai ezt így igénylik, vagy, amennyiben váltakozóáramú jelek átvitele a feladat. Több jel szinkronban való vezérlését gazdaságosan biztosítjuk. A találmány szerint a megoldás lényege abban van, hogy egy első és egy harmadik tranzisztor emittereit a tápáramforrással, és egy második és egy negyedik tranzisztor emittereit pedig a vonatkozási ponttal kötjük össze. Az első tranzisztor bázisa a második tranzisztor kollektorával van összekötve és ezen tranzisztorok a jelárammal vannak vezérelve. A harmadik tranzisztor bázisa a negyedik tranzisztor bázisával és kollektorával van összekötve. A második és negyedik tranzisztorok kollektorellenállásai egy referencia-tápfeszültségforrás sarkához vannak kötve. A harmadik tranzisztor kollektora a kapcsolási elrendezés bemenetéhez, az első tranzisztor kollektora az áram-tükörszint-kapcsolási elrendezés kimenetéhez van csatlakoztatva. A kapcsolási elrendezés kimenőjelét az első tranzisztor kollektoráról egy segéd-tápáramforrásba folyó vagy egy fogyasztó sarkaihoz folyó áram nagysága szolgáltatja. Az ilyen módon kialakított kapcsolási elrendezésnél, amely „feszültségtolás”-nak nevezhető, a technika állásához képest egy olyan szabályozó erősítőt takaríthatunk meg, amely a második és negyedik tranzisztor emitterének áramellátását végezte, és ezáltal a vezérlőfeszültség létrehozására történt eddigi ráfordításokat megtakaríthatjuk. A segédfeszültséget pl. a kapcsolási elrendezés kimenetéhez csatlakoztatott további kapcsolási elrendezés bemenőtranzisztorának bázisemitterfeszültsége szolgáltatja, miáltal az első tranzisztor kollektorfeszültsége optimálisan állítható be. Ha a kapcsolási elrendezés utáni következő kapcsolási elrendezés bemenete céljaink szempontjából nem megfelelő feszültségű és ha csak váltakozóáramú jelek átvitelére van szükség, akkor a találmány szerint a segédtápáramforrást egy kapacitással helyettesítjük, amely esetben a kimenőkapocspár polaritását felcseréljük, azaz a kimenősarok a vonatkozási pont lesz. Egy n-szeres szinkronvezérlés szüksége esetében a találmány szerint csak az első és a második tranzisztor, valamint a hozzátartozó kollektorellenállásokat kell n-szeresen alkalmazni. Az első tranzisztornak megfelelő további tranzisztorok kollektorai az n-szeres áramtükörszint-kapcsolás kimeneteivel vannak összekötve. Az első és a második tranzisztorok által alkotott n-szeresen kiképzett áramkört n-számú jel-áram táplálja és az áramkörnek n-számú kimenete van. Ilyen módon ezt a kapcsolást a harmadik és negyedik tranzisztorral csak egyszer kell Összekötni, és több áram-tükörszint-kapcsolási elrendezés helyett csak egy n-szeres áram-tükörszint-kapcsolási elrendezés alkalmazására van szükség. Az áram-tükörszint-kapcsolási elrendezés a találmány szerint olyan szabályozó erősítő, amelynek kimenetén ellenállások vannak. Az egyik ellenállás a szabályozó erősítő invertáló bemenetéhez, míg a többi ellenállások az áramtükörszint-kapcsolási elrendezés kimeneteihez csatlakoznak. Az invertáló bemenet a harmadik tranzisztor kollektorával, a szabályozó erősítő nem invertáló bemenete pedig a negyedik tranzisztor kollektorához van kötve. A vezérlőfeszültséget úgy állítjuk elő, hogy az első és második tranzisztor emitterein levő vezérlőfeszültséget az egyik szabályozó erősítő kimenetéről nyerjük, pontosabban, a kimenet és az invertáló bemenet közötti valamint az invertáló és a primer vezérlő-tápáramforrás sarka között levő ellenállásról, mimellett előnyösen a kimeneten levő ellenállás karakterisztikája az abszolút hőmérséklettel arányos. A vezérlőfeszültség előállításának egy további kiviteli változata abban van, hogy az első és második tranzisztorok emittereinek vezérlőfeszültségét egy impedancia-átalakító, pl. egy elektrométer kapcsolású szabályozó erősítő kimenetéről nyerjük, míg ugyanakkor egy primer tápáramforrás sarka egy, két ellenállásból alkotott feszültségosztón át az impedancia-átalakító bemenetével van összekötve. A találmány példakénti kiviteli alakját rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezést szemlélteti, exponenciálisan vezérelhető átviteli jelek részére;a 2. ábra a feszültségfüggetlen áramkicsatolás célját szolgáló kapcsolási elrendezést szemlélteti; a 3. ábra az n-szeres vezérlés célját szolgáló kapcsolási elrendezés vázlata; a 4. ábra az áram-tükörszint-kapcsolási elrendezés három kiviteli változatát ábrázolja; az 5. ábra az Uy vezérlőfeszültség kialakításának két lehetséges kiviteli változatát szemlélteti kapcsolási rajz alapján. Amint az 1. ábrán látható, az Ur referenciafeszültséget közel azonos nagyságú Rc2 és Rc4 kollektorellenállások azonos nagyságú áramai szolgáltatják a diódaként kapcsolt Tr 2 és Tr 4 második és negyedik tranzisztorokkal együttesen, amelyek a karakterisztikájuknak megfelelő áramokat szolgáltatják. Amennyiben az Uy vezérlőfeszültség értéke nulla, úgy a Tr 1 első tranzisztor bázisfeszültsége azonos a Tr 2 második tranzisztoron átfolyó árammal, és a Tr 3 harmadik tranzisztor bázisfeszültsége azonos lesz a Tr 4 negyedik tranzisztoron átfolyó árammal. Ha az Tr 1 és Tr 2 első és második tranzisztorok, valamint a Tr 3 és Tr 4 harmadik és negyedik tranzisztorok azonos karakterisztikájúak, akkor a Tr 1 és Tr 3 első és harmadik tranzisztorok kollektoráramai a diódaparamétereknek megfelelő áramoknak felelnek meg. Emellett előfeltétel az, hogy az Ix jel-áram értéke nulla legyen. A Tr 3 harmadik tranzisztor által létrehozott áram az Str áram-tükörszintkapcsolás (Stropie) kimenetén a Tr 1 első tranzisztoron 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
