202340. lajstromszámú szabadalom • Kétfokozatú, váltakozóáramú szempontból szimmetrikus, szabályozható kimeneti teljesítményű, egyenfeszültséggel kikapcsolható erősítő
1 HU 202 340 B 2 A találmány tárgya kétfokozatú, váltakozóáramú szempontból szimmetrikus elrendezésű, szabályozható kimeneti teljesítményű, egyenfeszültséggel kikapcsolható erősítő, amely előnyösen hordozható rádió adó-vevő készülékek adó végfokozataként használható, ahol különösen fontos az egyenletes kimeneti teljesítmény biztosítása, a kis fokozatszámmal elérhető nagy erősítés és a környezeti hatásokkal szembeni munkapont stabilitás. A hordozható rádiókészülékek végfokozatának megvalósítására általánosan ismert megoldás a két vagy többfokozatú, fokozatonként „C” osztályú munkapont beállítású erősítőlánc. Az utolsó fokozat áramfelvételét oly módon stabilizálják az ismert megoldásnál, hogy egy figyelőellenálláson átvezetik a végfokozat kollektoráramát, és az ezen mérhető feszültséget állandó értéken tartják egyenáramúra kialakított visszacsatolóhurokkal úgy, hogy az első fokozat kollektorfeszültségét változtatják, befolyásolva annak kivezérelhetőségét. Ilyen megoldás van például a RCA IB-8020943 típusú hordozható adó-vevő készülékben. Ennek a megoldásnak a hátránya, hogy a „C” osztályú erősítő fokozatok erősítése kisebb, összehasonlítva az „A” osztályú beállítással, ezen túlmenően pedig aszimmetrikus felépítéséből adódóan a páros harmonikus tartalom nagy. AUS-4.105944 számú szabadalmi leírás, amely szintén a RCA Corp. szabadalma, rádiófrekvenciás teljesítmény végfokozatok munkapontjának a beállítására ismertetett megoldás. Ennél a megoldásnál a végtranzisztor emitterkörébe van egy figyelőellenállás elhelyezve, és az ezen eső feszültséget egy másik - a végtranzisztoréval megegyező szennyezettségű - tranzisztorral érzékelik, és az érzékelőtranzisztor kollektorát a végtranzisztor bázisára kötve negatív visszacsatolást hoznak létre. Hátránya ennek a megoldásnak, hogy a figyelő ellenálláson eső feszültség, különösen alacsony tápfeszültségnél, például a hordozható készülékeknél, a maximális teljesítmény jelentős csökkenését vonja maga után. Az érzékelést végző tranzisztor bázis-emitter feszültségének ismert hőfokfüggése nem előnyös akkor, ha széles hőmérséklettartományban állandó kimeneti teljesítményt kell elérni, vagy ettől eltérő hőmérsékletfüggést kell elérni. Az 1 536 161 számú UK szabadalmi leírás szimmetrikus elrendezésű, elsősorban magnetofonfej meghajtására használt erősítők végfokozatának munkapontbeállítására dolgozott ki megoldást. Ez a megoldás olyan műveleti erősítők segítségével felépített áramkör, ahol két szimmetrikus áramköri ág áramainak egyformaságát igyekszik biztosítani, kiküszöbölve ezzel a fejek káros előmágnesezését. A találmánnyal célul tűztük ki olyan előnyösen végfokozatként alkalmazható kétfokozatú váltakozó áramú szempontból szimmetrikus, szabályozható kimeneti teljesítményű, egyenfeszültséggel kikapcsolható erősítő kidolgozását, ahol kis fokozatszámmal biztosítható a maximális erősítés, biztosítva van az, hogy a kimeneti teljesítmény a meghajtástól kevésbé függjön, a kimeneti teljesítmény függése a tápfeszültségtől se legyen nagy, továbbá cél volt, hogy a kimeneti teljesítmény igény szerint választhatóan hőfokfüggetlen, hőmérséklettel növekedő vagy hőmérséklettel csökkenő legyen. Ugyancsak célja volt a találmányunk kialakításának, hogy az áramfelvétel szélsőséges terhelő impedanciák, azaz az adóantenna impedanciájának tág határok közötti változása mellett, például rövidzár, szakadás, stabil áramfélvétíjlű legyen, a kimeneti teljesítmény egy kezelőszerv'^ állítható legyen, továbbá a kimeneti teljesítmény két vagy több fokozatban kapcsolható is legyen. Ugyancsak célul tűztük ki, hogy szimmetrikus kialakítás esetén a páros haimonikusok szintje minimális legyen, hatásosabbá téve így a harmonikus szűrő elnyomását. A találmány szerinti áramkör kialakításánál komoly szempont volt az is, hogy a kiegészítő áramkörök ne okozzanak többletfogyasztást, és ne csökkentsék a végfokozat tápfeszültség által korlátozott kivezérelhetőségét A találmány alapvető felismerése az volt, hogy a szimmetrikus elrendezésű, kollektor és bázis közötti párhuzamos feszültség visszacsatolással, emitter körben pedig soros áramvisszacsatolással ellátott végfokozat munkaponti áramai úgy stabilizálhatok előnyösen, ha a munkaponti árammal arányos egyenfeszültséget a soros áramvisszacsatolásról vesszük, majd azokat egy referenciafeszültséggel összehasonlítjuk és beavatkozószervként a végfokozat végerősítőjét megelőző differenciálerősítőt használjuk fel, amely egyrészt aszimmetrikus-szimmetrikus átalakítón keresztül váltakozóáramú erősítést végez, másrészt pedig a végfokozat áramát megfelelően vezérli. Felismertük azt is, hogy az összehasonlító művelet során, amely összehasonlítást célszerűen műveleti erősítőkkel érdemes elvégezni, a megfelelően kialakított aszimmetrikus-szimmetrikus átalakítón keresztül a beavatkozójelek a differenciál erősítő bázisaira kapcsolódnak, a bázisokra jutó feszültségek közös módusú része vezérli a differenciál erősítő közös emitterében lévő feszültségvezéreit áramgenerátort, a differenciál módusó része pedig vezérli ezen áram eloszlását a differenciál erősítő tranzisztorainak kollektorai között. A kollektoraramok a kollektor ellenálláson folyva a végerősítő tranzisztorai számára nyitóirányú bázisfeszültséget hoznak létre, így biztosítva a végerősítő tranzisztorai emitterfeszültségének egyenlőségét a saját referenciaforrásukkal. A találmányunk tehát kétfokozatú, váltakozóáramú szempontból szimmetrikus, szabályozható kimeneti teljesítményű, egyenfeszültséggel kikapcsolható erősítő, amely előnyösen végfokozatként alkalmazható, és amelynek bemeneti fokozatát aszimmetrikus-szimmetrikus átalakító képezi, amelynek kimenetei feszültségvezérelt áramgenerátorról táplált differenciál erősítő bemenetelre vannak csatlakoztatva, a differenciál erősítő kimenetei párhuzamos feszültség-visszacsatolással és soros visszacsatolással ellátott közös emitteres erősítőként kiképezett végerősítő bemenetéire vannak csatlakoztatva, amelynek kimenete szimmetrikus-aszimmetrikus átalakító bemenetére van kötve és ennek kimenete képezi a kapcsolás kimenetét A találmány szerinti erősítő lényege abban van, hogy az aszimmetrikus-szimmetrikus átalakító további két vezérlő bemenettel is el van látva, amelyek egy-egy kondenzátoron keresztül tápfeszültségre, és egy-egy ellenálláson keresztül egy, célszerűen műveleti erősítőként kiképezett erősítő kimeneteire vannak csatlakoztatva, az erősítők egyik bemeneté egy-egy referenciafeszültségforrásra, másik bemenetéi pedig egyrészt a végerősítő áramvisszacsatoló elemeire vannak egy-egy nagyfrekvenciás szűrőtagon csatlakoztatva, másrészt pedig egy-egy diódán keresztül a vezérlőbemenetre vannak kapcsolva. Előnyös a találmány azon kiviteli alakja is, ahol a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
