189913. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés küszöbértékkapcsoló hiszterézisének növelésére
3 189913 4 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés küszöbértékkapcsló hiszterézisének növelésére negatív visszacsatolás alkalmazásával. Analóg jelek kiértékelésére különféle billenóá ram körös megoldások ismeretesek. Az integrált áramkörök fejlesztése során kidolgoztak olyan integrált áramköröket is, amelyek speciálisan küszöbértékkapcsolóként alkalmazható billenő áramkörök. Ezek az integrált áramkörök úgy vannak általában kialakítva, hogy a be- és kikapcsolási pontjaik közötti hiszterézis minimális és ezeknél az áramköröknél a billenöfokozat elé egy erősítő kapcsolható. Külső elemeknek az áramkörhöz való csatlakoztatásával, megfelelő méretezéssel és a belső kapcsolás figyelembevételével a kapcsolási küszöbérték adott határok között változtatható. Esetenként arra is van lehetőség, hogy az integrált áramkörök teljesítményfokozatát közvetlenül vezéreljük, itt ugyanis a kapcsolási küszöbérték nagyobb, jóllehet más feszültségszinten is van. Kis feszültségek, azaz mV tartományba eső feszültségek esetében ez a vezérlés azonban nem használható. Amennyiben olyan küszöbértékkapcsolót kívánunk előállítani, ahol hiszterézis az integrált áramkörrel egyáltalában megvalósítható 100 mV maximálisan lehetséges küszöbértéknél nagyobb küszöbértéket kívánunk elérni, ezt úgy oldhatjuk meg, hogy két azonos típusú, de különböző kapcsolási pontokkal kiképezett küszöbértékkapcsolót megfelelő módon csatlakoztatunk. Mivel a két küszöbértékkapcsoló egy és ugyanazon feszültség kiértékelésére van felhasználva, egymást kölcsönösen nem befolyásolják. A találmánnyal célul tűztük ki olyan küszöbérték kapcsolóként alkalmazható kapcsolási elrendezés kialakítását, ahol a hiszterézist kis bemenő feszültségekre is az áramkörre eredetileg megadott érték fölé lehet növelni egyetlen küszöbórtékkapcsoló áramkör alkalmazásával. A találmány tehát abban látja a feladatát, hogy az integrált áramkörös küszöbértékkapcsolót oly módon egészítse ki, hogy egyetlen áramkörrel lehessen a hiszterézis növelését elérni. A találmány a kitűzött célt egy olyan negatív visszacsatolással ellátott kapcsolási elrendezés segítségével oldja meg, ahol egy további negatív áramvisszacsatolással ellátott egyenáramú csatolású erősítő van az integrált áramkörös küszöbértékkapcsoló bemenetére csatlakoztatva. Előnyős a találmány szerinti kapcsolásnál, ha az egyenáramú csatolású további erősítő vagy az integrált áramkörös 15 küszöbértékkapcsolóban magában van, vagy kívülről van csatlakoztatva, valamint ha a további erősítő egyetlen 22 ellenállásból áll. Amikor a küszöbértékkapcsoló bemeneti feszültsége nulla, ugyancsak nulla lesz a hozzá csatlakoztatott erősítő kimeneti feszültsége is. Ahogyan a küszöbérték kapcsoló bemenetén folyamatosan nő a feszültség, ebből a feszültségből egy megfelelő nagyságú é -amot vezetünk a hozzácsatlakoztatott erősitőfokozat bemenetére. Ez a növekvő járulékos áram természetesen egy járulékos feszültségnövekedést is jelent, azaz az átkapcsolási pont Uib«-ről Un>«-re emelkedik. Az analóg feszültségjel Uab»-ről Uui értékűre csökken. Ezen a ponton megszűnik az erősltófokozatban az árambetáplálás és a bemenőfeszültségből áramot kezd elvezetni, Így a feszültség leesik Uaw-re. Az áram nagyságénik függvényében jelentős mértékben lehet tehát a hiszterézis értékét növelni. Ez a járulékos vagy külön bekapcsolt erősítőfokozat lehet egy az áramkörben egyébként meglévő, de küszöbértókkapcsolóként való alkalmazáshoz nem használt erősítófokozat, vagy külön, kívülről rákapcsolt erősítő. Megvan továbbá az a lehetőség is, hogy negatív visszacsatolási valósítsunk meg a küszöbértékkapcsoló be- és kimenete között egy külső ellenállás beépítésével. Természetesen figyelembe kell venni, hogy az ezen az ellenálláson folyó áram a hiszterézis nagyságát egyértelműen befolyásolja. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést a továbbiakban példakénti kiviteli alakja segítségével, a mellékelt ábrákon ismertetjük. Aí 1. ábrán látható a kapcsolási elrendezéshez egyenáramú csatolással hozzákapcsolt erősítőfokozat, a 2. ábrán látható a negatív visszacsatolás hatása a hiszterézis nagyságára. Az 1-14 kivezetésekkel ellátott 15 integrált áramkör a következő egységekből áll: feszültségstabilizáló 16 fokozat, 17 erősítő, 18 teljesítmény billenő erősítő és 19 kimenőfokozat. A belső 17 erősítőhöz, ha a kapcsolást küszőbértékkapcsolóként kívánjuk kialakítani, 20 ellenállást és 21 kondenzátort kell kapcsolni. A hiszterézis növeléséhez szükség van még egy további 22 ellenállás beépítésére is. A kapcsolási elrendezés működése a következő: A 3 bemenetre analóg 23 feszültséget kapcsolunk úgy, hogy a másik feszültségbemenet a házhoz van csatlakoztatva. A küszöbórtékkapcsoló belső elrendezése olyan, hogy a 17 erősítő 2 bemenetére és 4 kimenetére a 20 ellenálláson keresztül akkora jelet továbbít, hogy a hiszterézis maximális értéke ICO mV. A 17 erősítőnek azonban van egy nem kihasznált erősitőfokozata, amely az integrált áramkör 5 kimenetére van kivezetve. Ezen az 5 kimeneten, az arra csatlakoztatott 22 ellenállás segítségével további áramot táplálunk az integrált áramkör 3 bemenetére. A 2. ábrán jól látható, hogy az integrált áramkörrel megvalósított 25 küszöbérték a negatív visszacsatolás következtében a 24 kikapcsolási pontra csökken, miközben a bemeneti 23 feszültségről áramot vesz. Ahogyan a bemeneti 23 feszültség nő, eléri a 26 kap-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
