173735. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés bemeneti transzformátorok sávszélességének növelésére és geometriai méreteinek csökkentésére
3 173735 4 A találmány éppen ezeket a műszaki igényeket, a hagyományosan kivitelezett formáktól teljesen eltérő módon oldja meg és elégíti ki. Az általunk kidolgozott találmány szerint a feladatot úgy oldjuk meg, hogy az 1 bemeneti leválasztó transzformátort virtuális rövidzárral terheljük. A megoldásunknak megfelelő virtuális rövidzárral való terhelés igen sokféleképpen valósítható meg, mely megvalósításoknak az 1 -6. ábrákban bemutatott változatai széles körben felhasználható célszerű kiviteli példái. Az általunk kidolgozott találmány kiviteli példáit az 1-6. ábrákban mutatjuk be. Az 1. ábrában bemutatott kapcsolási elrendezés tartalmazza a találmány lényegét, a 2-6. ábrák pedig annak kiviteli változatait mutatják be. Az 1. ábrában az 1 bemeneti leválasztó transzformátort, 2 virtuális rövidzárat előállító erősítőt, 3 és 4 soros impedanciákat jelent. A 2. ábra a 2 virtuális rövidzárat előállító erősítőnek egy változatát jelenti, ahol az 5 visszacsatoló impedanciát, 6 invertáló erősítőt jelent. A 3. ábra az 1. ábrában közölt alapkapcsolási elrendezésnek egy változatát jelenti, ahol a 7 visszacsatoló négypólus. A 4. ábra az alapkapcsolás olyan változata, amelyben a 8 bemeneti erősítő, 9 földfüggetlen tápegység. Az 5. ábrában az eddig felsorolt szerkezeti elemek vannak feltüntetve. A 6. ábrában az alapkapcsolásban és annak változataiban szereplő szerkezeti elemeken kívül a 10 összegző áramkört jelent. Az általunk kidolgozott alapkapcsolási elrendezésben az 1 bemeneti leválasztó transzformátor bemeneti kapcsaira 3, 4 soros impedanciák, a kimeneti kapcsaira pedig 2 virtuális rövidzárat előállító erősítő(k) van(nak) bekötve. Az 1. ábrában vázolt kapcsolási elrendezésből kitűnik, hogy az 1 leválasztó transzformátor kimenetén jelenlevő virtuális rövidzárat a transzformátor áttranszformálja a transzformátor bemenetére, így a bemeneti kapcsok között is virtuális rövidzár van. Ebből következik, hogy a bemeneti áram a 3 és 4 soros impedanciák értékétől függ. E bemeneti áramot a transzformátor áttételi arányának megfelelően áttranszformálja, mely a virtuális rövidzárban fog folyni. A 2 virtuális rövidzárat előállító erősítő kimenetén a virtuális rövidzárban folyó árammal arányos jel jelenik meg. A kapcsolási elrendezés tehát lehetőséget nyújt az eddig alkalmazott hagyományos megoldásoktól eltérően jelentős sávszélesség átvitelére, amelyet az tesz lehetővé, hogy az alkalmazott transzformátort virtuális rövidzár terheli, azaz a transzformátort extrém módon zárjuk le. A találmány alkalmazási területe növekszik, ha az 1 • ábrában bemutatott kapcsolási elrendezésben a 2 virtuális rövidzárat előállító erősítőt a 2. ábrán látható kapcsolási elrendezésnek megfelelően 6 invertáló erősítő 5 visszacsatoló impedanciával történő visszacsatolásával valósítjuk meg. A 6 invertáló erősítő például műveleti erősitő is lehet. Az alsó határfrekvencia jelentős csökkentését biztosítja a 3. ábrában bemutatott példa szerinti kivitel, ahol a kapcsolási elrendezés kimeneti kapcsai egy további 7 visszacsatoló négypóluson keresztül a 2 virtuális rövidzárat előállító erősítőbe van kötve. E kapcsolási elrendezéssel megvalósítható, hogy a 2 virtuális rövidzárat előállító erősítő bemenete negatív ellenállású legyen alacsony frekvenciákon, pl. 200 Hz alatt. Magasabb frekvenciákon pedig az erősítő bemenete továbbra is gyakorlatilag nulla, azaz virtuális rövidzár. Ily módon az 1 bemeneti leválasztó transzformátor veszteségei alacsony frekvenciákon kompenzálhatok, melynek eredményeképpen az alsó határfrekvencia tovább csökken. A bemeneti impedancia, illetve jelszint beállítását a 4. ábrában bemutatott példa szerint egy 8 bemeneti erősítővel biztosíthatjuk, melyhez egy 9 földfüggetlen tápegység szükséges. A 9 földfüggetlen tápegység transzverter vagy telep is lehet. A találmány minden eddigi előnyös tulajdonságát megtartva kimeneti transzformátorként is használható, ha az 5. ábrában bemutatott példa szerint a 2 virtuális rövidzárat előállító erősítőt a 9 potenciálisan független tápegységről tápláljuk. Ebben az esetben a 2 virtuális rövidzárat előállító erősitő kimeneti kapcsai a potenciálisan leválasztott kimeneti pontok. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés bemeneti- illetve kimeneti transzformátorként való alkalmazásával a 6. ábrában bemutatott módon 2/4 huzalos átalakítóként is felhasználható. A vonalhoz a sorbakötött potenciálisan leválasztott oldalak csatlakoznak. Ebben az esetben a 3, 4 soros impedanciák alkothatják a vonalutánzatot, ugyanis a virtuálisan rövidrezárt 1 bemeneti transzformátor, valamint a 2 virtuális rövidzárat előállító erősítő kimenete egyaránt rövidzárként viselkedik, így a vonalat a 3, 4 soros impedanciák zárják le. A potenciálisan nem leválasztott oldalon a négyhuzalos bemenet és kimenet között a szükséges áthallási csillapítás a 10 összegző áramkör beiktatásával biztosítható. Ha az 1 leválasztó transzformátor bemeneti tekercs megcsapolással van ellátva, a találmány villatranszformátorként is alkalmazható. Ebben az esetben a 3 és 4 soros impedanciák értéke extrém érték, például nulla is lehet. Az így kialakított villaáramkör a találmány összes előnyös tulajdonságát megtartja, azaz a felhasznált transzformátor paramétereit nagyságrendekkel javítja. Tapasztalatunk alapján az általunk kidolgozott kapcsolási elrendezések egy berendezésben és több példányban való alkalmazásával a belőlük származó előnyök megsokszorozhatok. Ennek következtében a gyakorlatban az 5 dekádnál szélesebb frekvencia tartományt is át lehet vinni. Megfigyelésünk szerint a találmányban leírt áramkörök megvalósíthatók v%y is, hogy a kiviteli példákat vagy pedig azok kombinációját alkalmazzuk, illetve bármelyik kiviteli példa leválasztó transzformátorát több egymástól mágnesesen független transzformátorral helyettesítjük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
