158333. lajstromszámú szabadalom • Folytonosan változtatható osztásarányú nagyimpedanciájú aktív osztó
158333 elektroncső rácsáramának a tápegységre szabályozó által létesített megengedett járulékos terhelés áramánál két nagyságrenddel kisebbnek kell lennie, félvezetőnél ez a vezérlő elektróda- (gate), illetve bázisáramra vonatkozik. Az ábrák mindkét megoldást szemléltetik, az elektroncsöves megoldást az „a" jelzésű, a félvezetős megoldást a „b" jelzésű ábrák. A kapcsolás alapja az ismert földelt anódú, kotódkövető kapcsolás nagy bemeneti impedanciájú változata (la és lb ábra). Az 1 aktív elem vezérlőelektródájára csatlakozó 2 ellenállás a kimenő elektródára csatlakozó 3 feszültségosztó x osztásarányú pontjára kapcsolódik. Az ilyen elrendezés feszültségerősítése igen stabil, és Au o — SRfc 1 + SRk (1) alakú. Ebben a képletben Au0 a feszüitségerősítés, S az aktív elemre jellemző meredekség és R/ja 3 osztó ellenállásértéke. A bemenő ellenállás, R^: lü 15 20 R<Je R •g 1 + Au0 x (2) menőelektródára csatlakozó 3 feszültségosztót folytonosan változtatható 3a feszültségosztóra cesréljük ki (0 _< X < 1), ez például potenciométer vagy heMpot lehet. Ezzel olyan feszültségosztót tettünk az Ufc!- kimenőfeszülségre, amelynek felső tagja a 4 R ellenállás, alsó tagja a (2) egyenlet által leírt bemenőellenállás, amelynek értékét x-szel változtathatjuk. Az osztópont feszülesége az Ug vezérlőelektróda feszültsége. Az Ug vezérlőelektróda feszültsége és az US z szabélyozáfeszültség között a következő kapcsolat áll fenn: 25 Ebben a képletben Rg a 2 ellenállás értéke és x az osztásarány a 3 ellenálláson. Ha az la és lb ábra szerinti elrendezést a 2a és 2b ábrán látható módon kiegészítjük, a találmány szerinti kapcsolást kapjuk. Ez a kapcsolás a tápegység szabályozási körében az érzékelő szerepét tölti be, tehát a szabályozott jellemző értékéből az érzékelő jelet állítja elő. Ennek és az állandó alapjelnek a különbsége a hibajel, amely a beavatkozó szervet vezérli. A szabályozott jellemző (kimenőfeszültség) változtatása nem az alapjel változtatásával, hanem az érzékelőben levő elem (potenciométer osztásaránya) megváltoztatásával történik. A megoldásnak a következő, részben nyilvánvaló, résziben az alábbiakban matematikailag levezetett előnyei vannak: a) a változtathatóság folytonos, b) a változtathatóság széles átfogású, c) a szabályozás stabilitása a kimenőfeszültségtől függetlenül állandó [(10) összefüggés], d) a kimenőfeszültség állítószervének elfordulása és a kimenőfeszültség között lineáris összefüggés van, például a helipot lineárisan skálázható [(5) összefüggés], e) az érzékelő járulékos terhelése igen csekély (^A nagyságrendű), úgyhogy az üzemeltetés gazdaságos, f) az érzékelő stabilitása önmagában véve nagy (hosszú időre is), tehát kis bizonytalanságú szabályozást tesz lehetővé, és g) az érzékelő nem tartalmaz időállandót, tehát a szabályozási körben időkiesés nélküli arányos tag képviselheti. Az 1 aktív elem vezérlőelektródájára kötjük a 4 nagyértékű ellenállást, a 4 ellenállás másik végét a kimenőfeszültségre kapcsoljuk. A ki-Usz — UgAu0 Ebben az egyenletben Au0 = állandó. Rázmán 7430 (3) V 21 Az Usz szabályozófeszültség, a (2) és (3) összefüggéseket: figyelembe véve Ro Usz = R be R -j- Rjc V kíA uo 1 — Auo x U*i Ez átrendezve: U ki U, 30 35 40 45 50 55 60 65 _1 R + R Rp 1 — Auo x Ro x—_ R Rp Aüö . (4a) (4b) A (4b) egyenletből látható, hogy ha US2 -től megkívánjuk, hogy állandó legyen (a szabályozás érdekében csak kis mértékben változzék x-szel), (4b) a következő alakban írható le: U*i = Vs Auo R x Us R Rp Az állandókat összevonva kapjuk, hogy Ufcj = d — xC2 (ebben az egyenletben Cj és C2 állandók). Az (5) Összefüggésből látható, hogy U*,- csak x függvénye, mégpedig lineáris függvénye. (4b)-ből U„-t függést kapjuk: US2 = kifejezve a következő össze'-'fti Au0 (fi) R R 1 + Auo Ro Ro Ezt U/n szerint deriválva kapjuk, hogy dUs dU, (7) R 1 + x Auo Rp Rp 2
