168957. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés integráló típusú A/F és F/A konverterek konverziós határfrekvenciájának és linearitásának növelésére
3 168957 4 ményt eddig csak az IK konverziós áram csúcsértékének a lehetőséghez képesti legalacsonyabb szinten történő tartásával igyekeztek biztosítani. A pontos töltésű hőmérséklet - független Q konverziós impulzusok előállítására napjainkban 5 gyakran használják az ún. kétfázisú impulzus-keltés módszerét az I impulzus-keltő egységben. Itt a Q konverziós impulzus előállításának első fázisában egy Co referencia-kondenzátor U0 feszültségre feltöltik, majd a második fázisban a töltést AI aktív io integrátor bemenetére juttatják. A kétfázisú impulzus keltésének módszerét úgy A/F mind F/A konverterekben is alkalmazzák. Az A/F-ben való alkalmazásáról ír pl. N. Strong: „LSI 15 Converters an Old Technique into Low-Cost A-D Conversion" (Electronics September 11. 1972. című cikkében). Az F/A konverterben való alkalmazást ismerteti a 3 656 000 lajstromszámú amerikai szabadalmi leírás. Mindkét megoldásnál a 20 Co referencia-kondenzátor összehangolt töltését és kisütését kis bekapcsolási ellenállással és maradék-feszültséggel rendelkező FET tranzisztorok végzik. Mint az a 2. ábra b, c görbéjén látható, a 25 kétfázisú impulzuskeltés módszerével előállt Ik konverziós áram időbeli képe a bekapcsolás pillanatában mindig tartalmaz egy meredeken felfutó szakaszt. Az Ik konverziós áram meredek felfutásának idején a P bemenet feszültsége átmenetileg 30 eltér az eredeti munkaponti feszültségtől és csak a műveleti erősítő nagyfrekvenciás tulajdonságától függő idő után tér vissza eredeti állapotához közel eső feszültség-értékre. A 2. ábra b és c függvényei az ismert Ik konverziós áram időbeni alakját szem- 3 5 léltetik. A C0 referencia-kondenzátor Ik konverziós áramának pillanatnyi értéke a kisütő kapcsoló-elem gyorsaságától függő sebességgel emelkedne a kisütő kör Rk ellenállással határolt I max értékre, majd Rk • C 0 időállandóval sülne ki, ha a P bemenet 4 0 potenciálja közben állandó maradna. Mivel az A erősítő határfrekvenciája általában kisebb a kisütő kapcsolóelem határfrekvenciájánál, ezért a ,,c" függvény szerint változik az Ik konverziós áram időbéni alakja. Az Ik konverziós áram pillanatnyi 4 5 értéke exponenciálisan csökken, így egy optimális tr kisütést vezérlő idő után is viszonylag nagy pillanatértékű. A gyakorlatban eddig alkalmazott A/F, ill. F/A konvertereknél a határfrekvencia növelésének, ill. a 50 linearitás javításának korlátait, mint hátrányokat, az alábbiak szerint foglalhatjuk össze: a) Ahhoz, hogy C0 referencia-kondenzátor töltése egy adott szintnél jobban kisüljön, C0 és az A 55 erősítő határfrekvenciája által megszabott, viszonylag hosszú tr töltési idő szükséges a kívánt töltés beviteléhez, mely a konverziós frekvencia felső határának emelését nem teszi lehetővé. 60 b) A P bemenet átlagfeszültsége a tranziens belengések következtében fokozottabb mértékben függ UM mérendő feszültség nagyságától, mint az A erősítési tényezője miatt indokolt lenne. Ez a jelenség a linearitás javítását nem engedi meg. 65 Cél a találmánnyal olyan integráló típusú A/F, ill. F/A konverter megvalósítása, mely az ismert megoldásokhoz viszonyítva lényegesen magasabb konvertálási határfrekvencia és jobb linearitás elérését biztosítja. A találmány lényege, hogy az integráló típusú A/F és F/A konverterekben használt kétfázisú konverziós impulzus-keltés során keletkezett impulzust egy formáló fokozaton vezetjük keresztül, mielőtt az az AI aktív integrátor P pontjára jut. A formáló fokozat feladata, hogy a Q konverziós impulzusok által keltett Ik konverziós áram időbeli képe ne tartalmazzon meredeken fel- vagy lefutó szakaszokat. Ennek elérésére vagy egy sorba kapcsolt LF formáló induktivitást és Rp formáló ellenállást tartalmazó impedanciát kötünk az IA impulzus-adó fokozat kimenete és az AI aktív integrátor P pontja közé, vagy az I konverziós impulzus-keltő egység I2 kisütő kapcsoló elemét csak az A erősítő megengedte sebességgel kapcsoljuk be. A találmány egyik előnyös kiviteli alakjánál a K feszültség komparátor helyett (BM) „Master-Slave" bistabil multivibrátort alkalmazunk. A találmány szerinti A/F konverter kapcsolási elrendezése felépítésének és működésének egy példakénti kiviteli alakját a 3. ábra alapján ismertetjük. A rajzon integráló típusú A/F konverter kapcsolási elrendezése látható, ahol az UM mérendő feszültséget RM mérőellenálláson keresztül az A erősítő P bemenetére kapcsoljuk. Az A erősítő P bemenete és AD kimenete közé C integráló kondenzátor van kapcsolva. Az AI aktív integrátor AD kimenete az SK szinkron-feszültség komparátor L adatbemenetére van kapcsolva, melynek M referencia-bemenetére stabil Uk komparációs referencia-feszültség, O órabemenetére AM astabil multivibrator E kimenete van kapcsolva. Az SK szinkron feszültség komparátor feladata, hogy ha az AI aktív integrátor UKi kimenő feszültsége megegyezik az Uk komparációs referencia feszültséggel, akkor az AM astabil multivibrator E kimenete van kapcsolva. Az SK szinkron feszültség komparátor feladata, hogy ha az AI aktív integrátor URI kimenő feszültsége megegyezik az Uk komparációs referencia feszültséggel, akkor az AM astabil multivibrator legközelebbi teljes impulzusával szinkron impulzust adjon ki az N kimeneten. Az SK szinkron-feszültség komparátor N kimenete a IA impulzusadó fokozat bemenetére van kötve, mely bemenethez az M meghajtó fokozat MB bemenete van kötve. Az M meghajtó fokozat Mi kimenete a Tt töltő kapcsoló-elem V x bemenetére, az M2 kimenete a T 2 kisütő kapcsoló-elem V2 bemenetére vannak kapcsolva. Az IA impulzus-adó fokozat U0 referencia-feszültségű G bemenete és a C0 referencia-kondenzátor Z fegyverzete közé egy Tt töltő kapcsoló-elem van kötve. A CD referencia-kondenzátor Z fegyverzete és az IA impulzus-adó fokozat Sz kimenete közé van kötve a T2 kisütő kapcsoló-elem. A Ti töltő kapcsoló-elem és a T2 kisütő kapcsoló-elem vezérlése az M meghajtófokozat M. és M2 kimeneteiről történik. A C 0 referencia-2
