195045. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés erősítő áramkörök nemlineáritásának kompenzálására
A találmány tárgya kapcsolási elrendezés erősítő áramkörök nemlinearitásának kompenzálására, amely lehetővé teszi, hogy egy erősítő fokozatból adott torzítás követelmény mellett nagyobb teljesítményt lehessen kivenni, illetve ugyanolyan kimenő teljesítmény mellett kisebb torzítás jöjjön létre. Az erősítő áramkörök egy jelentős részét olyan frekvenciájú jelek erősítésére használják, melyek felharmonikusai is az erősítő átviteli sávjába esnek. Egy másik jelentős csoportnál a felharmonikusok ugyan már nem esnek az átviteli sávba, azonban a bemenetre egyidejűleg több különböző frekvenciájú jel kerülhet, ezek kombinációs termékeit viszont már nem lehet kiszűrni. Ezen utóbbi alkalmazási csoportba tartozik a televízió adóberendezések teljesítményfokozataiban alkalmazott erősítő típus is. Ebben az esetben ugyanis a bemenetre kerülő jel összetett és tartalmazza a képvivőt, az úgynevezett színsegédvivőt, valamint az aktuális képtartalomnak megfelelő moduláló jelet. Tovább bonyolítja a helyzetett a közös kép-hangerősítésű adóberendezések esetén a fenti összetevők mellett megjelenő hangvivő léte. Ezen túlmenően ezek a berendezések, illetve erősítők olyan frekvenciatartományban működnek, ahol az alacsonyfrekvencián megszokott negatív visszacsatolás már nem alkalmazható. Emiatt az erőstő áramkör kapcsolástechnikai eszközökkel nem tudja csökkenteni az alkalmazott erősítő eszköz nemlinearitását. Mivel ezen adóberendezésekben lévő teljesítményszintek elegendően magasak ahhoz, hogy a hatásfok kérdése igen lényeges szempont legyen, korrekciós megoldásokat, illetve áramköröket dolgoztak ki, hogy az erősítő eszközöket minél nagyobb kivezérlési tartományban tudják alkalmazni. Ilyen linearitáskorrektort ismertet pl. a 163397 lajstromszámú magyar szabadalom leírása. Ennél a linearitáskorrekciót, azaz a korrigálandó áramkör karakterisztikájával ellentétes jelleggörbét olyan áramköri megoldással valósítják meg, mely lényegében egy nemlineáris feszültségosztó, és a nemlinearitását a soros tagjában elhelyezett antiparalel kapcsolt diódapár hozza létre. A diódák kapacitását a velük párhuzamosan kapcsolt veszteséges rezgőkörrel hangolják ki. A megoldást kisebb frekvencián pl. televízió középfrekvenciás sávban lehet előnyösen alkalmazni. A fenti áramkörnek — többféle más megoldáshoz hasonlóan — hátránya, hogy a korrekciót egy adott nemlineáris elem (esetünkben dióda) nemlineáris karakterisztikájára bízza. Amennyiben az valamilyen okból megváltozik, a jól beállított korrekció elromlik, az intermodulációs termékek zavaró szinten megjelenhetnek. Mivel a korszerű berendezéseknek igen széles hőmérséklettartományban kell müködniök, a hőmérsékletváltozás következtében létrejövő karakterisztika eltolódás elkerülhetetlen. További hátrány, hogy a soros 2 1 tagként történő alkalmazás miatt a szórt paraméterek (pl. a hozzávetési induktivitás) hatása nem elhanyagolható és a sávszélességet korlátozza. A találmány elé célul tűztük ki olyan áramkör kialakítását, mely a fenti hátrányokat kiküszöböli vagy jelentősen csökkenti és lehetővé teszi, hogy széles frekvenciatartományban hőmérsékletfüggetlen korrekciót hozzunk létre. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy az alkalmazott erősítő eszközök karakterisztikájának legjobban zavaró harmadfokú komponense igen jól közelíthető töréspontos jelleggörbével. A töréspontos görbe pedig viszonylag egyszerűen megvalósítható oly módon, ha az alkalmazott dióda kapcsolóüzemben működik, amely abban az esetben jön létre, ha a vezérlő nagyfrekvenciás feszültség elegendően nagy. Ezen túlmenően, ha a diódákat a keresztágban nagyobb impedanciák közé kapcsolva helyezzük el, azok szórt induktivitása lényegesen kevésbé zavaró. A kapcsolóüzemben történő működtetés széles hőmérséklettartományban a szórt induktivitás hatásának csökkenése széles frekvenciatartományban történő stabil működést eredményez. A kitűzött célt azáltal érjük el, hogy a találmány szerinti kapcsolási elrendezést, mely meghajtófokozatot kompenzáló kétpó!us(oka)t tartalmaz, az jellemzi, hogy a kompenzáló kétpólus(ok) egyik kapcsa a meghajtófokozat kimenetére van kapcsolva, a kompenzáló kétpólus(ok) sorosan kapcsolt diódá (ka) t és feszültségforrást tartalmaz (nak). A találmány egy lehetséges kiviteli alakjánál a kompenzáló kétpólus sorbakapcsolt ellenállásból, diódából és egyenfeszültségforrásból áll. Megvalósítható úgy is a találmány, hogy a kompenzáló kétpólus egyik kapcsát ellenállás egyik kapcsa képezi, ezen ellenállás másik kapcsa első dióda katódjára csatlakozik, az első dióda anódja kondenzátoron keresztül második dióda anódjára van kötve, melynek katódja kondenzátoron át a kompenzáló kétpólus másik kapcsát képezi az első dióda anódja és a második dióda katódja induktivitáson és/vagy ellenálláson keresztül össze van kötve, a második dióda anódja ellenálláson és/vagy induktivitáson keresztül feszültségforrásra csatlakozik. A fenti megoldás egy változatánál a felépítés teljesen azonos csupán a két dióda van fordított polaritással az áramkörhöz csatlakoztatva. Megvalósítható a találmány szerinti kapcsolási elrendezés oly módon is, hogy a kompenzáló kétpólus egyik kapcsa kondenzátoron keresztül van a meghajtó fokozat kimenetére csatolva. A találmány néhány előnyös kiviteli alakját a mellékelt ábrák alapján ismertetjük részletesen, ahol az 2 195045 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
