168522. lajstromszámú szabadalom • Negatív ellenállás nélküli kapcsoló elemekkel felépített relaxációs oszcillátor

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1974.IV.10. (HI-379) Közzététel napja: 1975. XII. 29. Megjelent: 1979.ffl.31. 168522 Nemzetközi osztályozás: H 03 K 4/50 H 03 K 3/08 H 03 K 3/282 Feltaláló(k): Rácz György, üzemmérnök, Budapest Tulajdonos: Híradástechnikai Ipari Kutató Intézet, Budapest Negatív ellenállás nélküli, kapcsoló elemekkel felépített relaxációs oszcillátor 1 A találmány tárgya olyan relaxációs oszcillátor, amelynél a kondenzátor töltését lehetővé tevő nagyhiszterézisű szintfüggő kapcsoló elem nem azonos a kisütést végző kapcsoló elemmel vagy elemekkel. A kapcsolás megvalósítására nagyhiszterézisű komplementer tranzisztorokkal felépített bistabil multivibrátort alkalmaztunk, a kisütést pedig legalább 100 mA-es maximális emitter kollektor áramú tranzisztorral, tranzisztorokkal vagy tirisztorral oldottuk meg. A relaxációs oszcillátorokat napjaink műszaki életében azért alkalmazzák szívesen, mert a lineáris erősítőkhöz viszonyítva maximálisan elektromos jellemzői vehetők ki, pl. maximális csúcsáram, feszültség és disszipáció. Közismert, hogy a gyakorlatban a relaxációs rezgéseket általában szintfüggő kapcsolóval és passzív áramköri elemekből álló áramkörökkel valósítják meg. A szintfüggő kapcsolók, a relaxációs képességgel rendelkező eszközök, pl. kétbázisú diódák, négyrétegű diódák, stb., ezeknek az ellenállása feszültségfüggő. A passzív áramköri elemekként pedig általában ellenállásokat, kondenzátorokat, ritkábban potenciómétereket alkalmaznak. A relaxációs rezgések a szintfüggő kapcsoló negatív ellenállású karakterisztika szakaszának felhasználásával kelthetők. Egy ilyen széles körben alkalmazott megoldást mutat be az 1. ábra, ahol az 1, 2 és 3 az ellenállásokat, 4 a kondenzátort, 5 pedig a kétbázisú diódát jelenti. Az áramkör működése a következő. Az 1 ellenálláson keresztül a 4 kondenzátor feltöltődik az 5 kétbázisú dióda emitter nyitófeszültségének értékéig. Ekkor az emitter nagyrészt a 4 kondenzátorból származó töltéshordozókat injektál a bázisok közé. Ezzel a bázisok közötti ellenállás lecsökken és az emitter bázis diódán, valamint a 3 c ellenálláson keresztül a 4 kondenzátor kisül. Az emitter áram megszakad és a ciklus kezdődik elölről. A relaxációs rezgések előállításánál, jellegükből adódóan a következő nehézségek jelentkeznek. A keltett jel amplitúdója korlátozott és kisebb mint 50 10 V. A frekvenciája a relaxációs eszközök, pl. kétbázisú dióda, négy rétegű dióda és lavina üzemű tranzisztor stb., fizikai tulajdonságai által korlátozott, 100 kHz felett gyakorlatilag nem használható. A frekvencia változtatása kis határok között lehet-15 séges. Ez elsősorban abból adódik, hogy a töltő ellenállás változtatása adott kondenzátor esetén kis mértékben lehetséges, mert a relaxációs oszcilláció létrejöttének feltétele, hogy a töltőkör karakterisztikájának és a relaxációs eszköz karakterisztikájá-20 nak metszéspontja negatív karakterisztika szakaszra essen, ez pedig minden esetben kis áramtartomány által van határolva (kisebb mint 10 mA). Mindezek ellenére mérsékelt igények esetén — 100 kHz-nél kisebb frekvencia, 50 V-nál kisebb feszültség és kis frekvencia stabilitás ± 15-20% - alkalmazása esetén indokolt, mert a kapcsolás és a kisütés funkcióját ezzel a megoldással egy eszközzel valósítja meg, ezáltal kivitele igen egyszerű. Napjaink műszaki életében azonban új igények jelentkeztek. Melyek meghaladják a jelenleg alkalmazott nemcsak relaxációs oszcillátorok, hanem más 25 30 168522