159786. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egyenáramú differenciál-erősítő közösjel-elnyomásának növelésére és vezérlőelektród-áramának csökkentésére
3 159786 4 érhető el, ha a mérőérzékelő feszültségjele állandó; ha viszont változik, akkor a vezérlőelektródon és a mérőérzékelőn áram folyik, amelynek hatására a mérőérzékelő belső ellenállásának megfelelő feszültségesés jön létre. így pl, a pH mérésnél használatos üvegelektród 108 —10 9 Ohm ellenállása a hőmérséklettel együtt erősen változik, és ez hőmérsékleti driftet okoz. A találmány értelmében célunk a közös jel elnyomás növelése és a vezérlőelektrád áramának csökkentése. A találmány tárgya kapcsolási elrendezés egyenáramú differenciálerősítő közösjel-elnyomásának növelésére és vezérlőelektród-áramának csökkentésére. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a differenciál-erősítő áramköreinek alkalmasan megválasztott két pontjáról a mérőérzékelő feszültségjelével arányos feszültséget levéve és ezzel a hálózati ingadozásokkal szemben stabilizált tápfeszültségforrást oly módon vezérelve, hogy a tápfeszültség egy állandó feszültségérték és a mérőérzékelő feszültségjelének összege legyen, a kollektaremitter feszültség a mérőérzékelő változó feszültségjele esetén is változatlan marad. A véges pontosság következtében a hibajelenségnek nem a teljes megszüntetése, csupán a nagymértékű csökkentése lehetséges. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lényege tehát, hogy a mérőérzékelő feszültségjelével mint bemeneti feszültséggel arányosan változó feszültségű valamely pontja célszerűen ellenálláson át galvanikus kapcsolatban van a tápfeszültséget előállító kapcsolás valamely pontjával, amelynek feszültsége a tápfeszültség értékét befolyásolja. Ez a pont célszerűen a hibajel erősítő tranzisztor bázisa. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy példaként! kiviteli alakját egy megvalósított pH mérő esetére ismertetjük. Az 1. ábra ennék egyszerűsített kapcsolási elrendezését mutatja. A mérőérzékelő 1 és 2 kapcsokon belépő UM feszültsége es a kimeneti áram hatásária a 3 ellenállás 4 és 5 kapcsain fellépő U&2 feszültség közötti különbséget a 6 és 7 MOS-tranzisztorokkal működő differenciálerősítő erősíti. A 8 és 9 kapcsokon fellépő kimenő feszültségjelet a 10 és 11 tranzisztorokból álló differenciálerősítő erősíti. A 10 tranzisztor 12 munkaellenállásának 13 és 14 kapcsán levő feszültség vezérli a 15 tranzisztort, amely a 16 tranzisztorral együtt áram végfokozatot képez. Amikor az 1 és 2 kapcsokon megjelenik az UM feszültség éspedig az 1 kapcson negatív, a 2 kapcson pozitív polaritással, a 10 tranzisztor 12 munkaellenállásának 13 és 14 kapcsán fellépő feszültség csökken, ezért csökken a 15 tranzisztor kollektor árama és a 15 és 16 tranzisztorok kollektor áramának különbsége, mint kimeneti áram, átfolyik a 3 ellenálláson és az ezzel sorba kapcsolt 17 indikáló műszeren. A 3 ellenálláson negatív visszacsatoló feszültség képződik. Amikor az 1 negatív és a 2 pozitív kapcson fellépő UM feszültség növekszik, a 15 tranzisztor emitterközi 18 ellenállásának 19 negatív és 20 pozitív sarkán fellépő feszültség csökken. Ezt a feszültséget használjuk fel a 21 negatív és a 22 pozitív sarkokon csatlakozó U2 stabilizált tápfeszültség vezérlésére. Az U2 tápfeszültséget úgy vezéreljük, hogy értéke az UM. bemeneti feszültség változásának megfelelően változzon. A 23 pufferkondenzátornak a hálózattal együtt ingadozó feszültségét ismert áteresztő tranzisztoros kapcsolás stabilizálja az U2 tápfeszültség előállítása céljára. Referencia-feszültségként a Zener-diódával stabilizált és jelképesen a 24 telepként feltüntetett U tápfeszültség szolgál. A hibajel erősítő 25 tranzisztor megfelelő munkaponti árammal való ellátására szolgál az U;i feszültségű 26 segédtápforrás, A sorbakapcsolt Ui és U2 tápfeszültségek eredője táplálja a 27 és 28 ellenállásokból álló feszültségosztót, amelynek 29 kapcsa a 25 tranzisztor bázisára csatlakozik. A 25 tranzisztor bázis-emitter bemeneti feszültsége az Ui tápfeszültség és a 28 ellenálláson való feszültségesés különbsége. Ha a hálózati feszültség csökkenése folytán csökken az U2 tápfeszültség, akkor csökken a hibajel erősítő 25 tranzisztor bázis-emitter feszültsége. A feszültségcsökkenés mint hibajel, felerősítve úgy vezérli az áteresztő 30 tranzisztort, hogy annak kollektor-emitter feszültsége is csökken; ezáltal az U2 feszültség lényegesen kisebb mértékben csökken mint a 23 puffer-kondenzátor feszültsége. Az U2 csekély változása tehát nagymérvű kompenzáló, stabilizáló hatást eredményez. A 19 és a 29 kapcsokat a 31 ellenálláson át galvanikusan összekapcsoljuk. A 19 és a 20 kapcsok közötti feszültség csökkenése esetén csökken a 28 ellenállás kapcsán fellépő feszültségesés, mert a 18 ellenállás feszültségesése a 31 ellenállás értékétől függő leosztással a 28 ellenállás 29 kapcsán is fellép. A 25 tranzisztor ekkor csökkenti a 30 tranzisztor kollektoremitter feszültségét, végülis tehát az U2 tápfeszültség növekszik. Az UM bemeneti feszültség 1 volt feszültségre való növekedése esetén a 18 ellenállás 19 és 20 kapcsai közötti feszültség 5 V-tal változik. A 15 kOhm értékű 31 ellenállás hatására az U2 tápfeszültség értéke is mintegy 1 V-tal növekszik. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
