178241. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés elektronikusan folyamatosan szabályozható, szélessávú tranzisztoros erősítő létrehozására
3 178241 4 szerinti megoldáshoz, mégis lényeges eltéréseket tartalmaznak. Egyik ilyen megoldást mutat be a 3 944 943 lajstromszámú USA szabadalom. A hivatkozott szabadalom szerzője Frederick Frank Reed olyan megoldást ismertet, melyben a PIN dióda a kollektor—bázis közötti visszacsatolást szabályozza. A csak kollektor— bázis szabályozás alapvető hátránya, hogy szabályozás közben a bemeneti és kimeneti reflexiós tényező nagyon nagy mértékben változik. Hasonló, de korszerűbb megoldást javasol a 3 970 949 lajstromszámú USA szabadalom. A szabadalom szerzője Michio Higuchi kétfokozatú tranzisztoros erősítőben a visszacsatolást a második tranzisztor emitter körében szabályozza úgy, hogy az első tranzisztor bázisára jutó jel nagyságát változtatja. A kapcsolási elrendezésből fakad, hogy a szabályozás során az erősítés ingadozása a frekvencia függvényében változik. Napjaink szakirodaimában ismertetett legfrissebb megoldások lényegében a szabályozás folyamán a bemeneti és kimeneti reflexiós tényező és az erősítés ingadozás kis értéken való tartását nem oldják meg megnyugtatóan. E feladat megoldását célozza az általunk kidolgozott találmány. A találmány az elektronikusan folyamatosan szabályozható, szélessávú tranzisztoros erősítők megvalósítását célozza. Az általunk kidolgozott kapcsolási elrendezés alkalmas arra, hogy kis bemeneti és kimeneti reflexiójú és kismértékű 1 dB erősítés ingadozással rendelkező szabályozott, szélessávú 100 MHz—500 MHz közötti tartományban tranzisztoros erősítők legyenek előállíthatok. A kitűzött feladatot azzal érjük el, hogy egy olyan kapcsolási elrendezést valósítunk meg, mely ismert, hasonló rendeltetésű kapcsolási elrendezésektől eltér. A javasolt kapcsolási elrendezést az 1. és a 2. ábrán mutatjuk be. Az 1. ábrában vázolt kapcsolási elrendezésben az 1 bázisköri szabályozó PIN dióda az áramkör bemenete és a 4 tranzisztor bázisa közé a 3 soros áramvisszacsatoló PIN dióda az ugyanezen 4 tranzisztor emittere és a földpont közé, a 2 párhuzamos feszültségvisszacsatoló PIN dióda pedig az ugyanazon 4 tranzisztor bázisa és kollektora közé van bekötve. Az 1. ábrában bemutatott kapcsolási elrendezés működése a következő: Az ábrából egyértelműen kitűnik, hogy az alkalmazott PIN diódák lényegében szabályozási feladatokat oldanak meg. A PIN diódák közül az 1 bázisköri szabályozó PIN dióda és a 3 soros áramvisszacsatoló PIN dióda azonos fázisban és a 2 párhuzamos feszültségvissza-' csatoló PIN dióda pedig velük ellentétes fázisban van vezérelve. Ez tehát azt jelenti, hogy ha az 1 bázisköri szabályozó PIN dióda és a 3 soros áramvisszacsatoló PIN dióda ellenállása az ugyanazon szabályozó feszültség értékénél kis értékű, akkor a 2 párhuzamos feszültségvisszacsatoló PIN dióda ellenállása vele arányosan nagyértékű. Abban az esetben, ha a 2 párhuzamos feszültségvisszacsatoló PIN dióda ellenállása csökken, akkor a kapcsolási elrendezés bemeneti és kimeneti impedanciája és az erősítés csökken, a sávszélesség növekszik. Ha a 3 soros áramvisszacsatoló PIN dióda ellenállása csökken, akkor az erősítés növekszik, a rendszer be- és kimeneti impedanciája és a sávszélessége csökken. Az 1 bázisköri szabályozó PIN dióda főleg a bemeneti impedanciát és az erősítést szabályozza. Az alkalmazott PIN diódák szabályozó áramának megválasztásával elérhető, hogy a szabályozás folyamán a bemeneti és a kimeneti reflexió kisértékű maradjon és az átvitel ingadozása csak jelentéktelenül változzon. Az előzők biztosítják, hogy a rendszer széles sávban, pl. 100 MHz—500 MHz között üzembiztosán működjön. Javítja az áramkör nagyfrekvenciás tulajdonságait, ha kapacitív és induktív elemekből álló kompenzáló egységeket alkalmazunk. Az alkalmazott elemek javítják a sávszélességet, az erősítés ingadozást a bemeneti és a kimeneti reflexiós tényezőket. A javasolt kapcsolási elrendezést a 2. ábrában vázoljuk. A kapcsolási elrendezésben az 1 bázisköri szabályozó PIN dióda közösített pontjára egy C, kapacitív elem és egy L, induktív elem egy-egy pontjukkal vannak bekötve, az ugyanazon Ll induktív elem másik kivezetésével pedig a 4 tranzisztor a 2 párhuzamos feszültségvisszacsatoló PIN dióda és az Rx ellenállás közösített pontjára csatlakozik. Az R, ellenállás másik kivezetése egy további L2 induktív elem egy C2 kapacitív elem, valamint a kimenet közös pontjára vannak bekötve. Az L2 induktív elem másik kivezetése pedig a 4 tranzisztor kollektora és a 2 párhuzamos feszültségvisszacsatoló PIN dióda közös pontjára csatlakozik, a C( és C2 kapacitív elemek másik kivezetései pedig a földpontra vannak bekötve. A 2. ábrában vázolt kapcsolási elrendezés működése a következő : A 4 tranzisztor bemeneti impedanciáját az L, induktív elem és Cj kapacitív elem transzformálja a kapcsolás bemenetére. Ennek hatására a bemeneti reflexiós tényező a nagyobb frekvenciákon 400—500 MHz-en javul és az átvitel ingadozása is csökken. Az L2 induktív elem és a C2 kapacitív elem szerepe hasonló az áramkör kimenetére vonatkozóan. Az utóbbi elemek a sávszélesség javítását jobban elősegítik. Az általunk kidolgozott találmány legfőbb előnye, hogy kis bemeneti és kimeneti állóhullámarányú 111,5 kis erősítés ingadozású 1 dB, nagy sávszélességű 100 MHz—500 MHz közötti tartományban üzembiztosán működő, folyamatosan szabályozható és +6 es —10 dB között tranzisztoros erősítők állíthatók elő. További előny, hogy a berendezések zajtényezője kicsi 7 dB és a kivezérelhetősége 103 dB/[i.V. Jelentős előny származik abból a tényből is, hogy a javasolt erősítők hibrid technológia alkalmazásával állíthatók elő. Szabadalmi igénypontok 1. Kapcsolási elrendezés elektronikusan folyamatosan szabályozható szélessávú tranzisztoros erősítő megvalósítására, azzal jellemezve, hogy a bázisköri szabályozó PIN dióda (1) az áramkör bemenete és a tranzisztor ( ) bázisa közé, a soros áramvisszacsatoló PIN dióda (3) 32 ugyanazon tranzisztor (4) emittere és a földpont közé, a párhuzamos feszültségvisszacsatoló PIN dióda (2) pedig az ugyanazon tranzisztor (4) bázisa és kollektora köze van bekötve. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés ki viteli alakja, azzal jellemezve, hogy a bázisköri sza lyozó PIN dióda (1) közösített pontjára egy kapacitív elem (C,) és egy induktív elem (Lj) egy-egy pontju * vannak bekötve, az ugyanazon induktív elem (Li> 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
