171994. lajstromszámú szabadalom • Erősítésszabályozó kapcsolási elrendezés integrált műveleti erősítővel
3 171994 4 szabályozzuk, az Jc integrált műveleti erősítő nem-invertáló bemenetére Zg és Z^ impedanciákból álló osztón keresztül jut, amely osztó Zt eleme változtatható dinamikus impedanciájú beavatkozó elem, továbbá az Jc integrált műveleti erősítő kimenetéről szintén Zy és Z 2 impedanciákból álló osztó osztáspontja csatlakozik az Icc integrált műveleti erősítő invertáló bemenetére, ahol az osztó Z2 eleme szintén változtatható dinamikus impedanciájú beavatkozó elem, és az erősítésváltoztatást okozó Uv vezérlő jel feszültséggenerátoros meghajtással mindkét változtatható dinamikus impedanciával rendelkező beavatkozó elemre csatlakozik, és ezeken keresztül Jc integrált műveleti erősítő invertáló és nem-invertáló bemeneteire azonos amplitúdóval és fázissal kapcsolódik. A találmány szerinti erősítésszabályozó áramkör az Ug hasznos bemenő jelre nézve visszacsatolt nem-invertáló erősítőként, az erősítőváltoztatást okozó Uv vezérlő jelre nézve viszont szimmetriusdifferenciálerősítőként működik. A vezérlő jelet a differenciálerősítő nagy közös feszültségelnyomása miatt az Ic integrált műveleti erősítő csillapítja, ennél fogva az erősítő kimenetén gyakorlatilag csak a szabályozott Ug hasznos jel fog megjelenni. A nagy erősítésű Ic integrált műveleti erősítő biztosítja, hogy az Ug hasznos bemenő jel a visszacsatolt erősítő invertáló és nem-invertáló bemenetein közel azonos amplitúdójú legyen, emiatt Zi és Z2 változtatható dinamikus impedanciájú beavatkozó elemek nemlineáris torzítása a kimeneten jelentősen lecsökken, mivel nagyobb jelszinteknél nemlineáris negatív visszacsatolás is fellép. Az áramkör helyes működése és gyakorlati megvalósítása szempontjából döntő jelentősége van még annak, hogy az Ic integrált műveleti erősítő invertáló és neminvertáló bemenetei nagy impedanciájúak és ezért a Zi és Z2 változó dinamikus impedanciákat párhuzamosan terhelő a Zg és Zv impedanciák elegendően nagyra választhatók. Az így adódó eredő terhelő impedanciák az egész szabályozó tartományon belül változatlan terhelést biztosítanak a Zj és Z2 változódinamikus impedanciák számára. Ezek alapján egyértelmű, hogy a szabályozó áramkör gyors működéséhez szükséges szimmetria feltételeket csak a jelen találmányban aktív elemként alkalmazott műveleti erősítős kapcsolási elrendezés biztosítja. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés előnyei közé tartozik, hogy: — lehetővé teszi az automatánál a gyors szabályozási idő alkalmazását, ezáltal az automata dinamikus működése közben az egyébként jelentkező torzítás kiküszöbölhető Az automata magnók lényeges tulajdonsága az automata szabályozási tartománya. Jelen szabályozó áramkörrel megvalósítható szabályozási tartomány hozzávetőlegesen kétszeres az eddig alkalmazott megoldásoknál. — Az integrált műveleti erősítők nagy erősítése és szimmetrikus felépítése lehetővé teszi a hasonló célból alkalmazott eddigi megoldásoknál egyszerűbb felépítésű és egy nagyságrenddel jobb műszaki paramétereket biztosító szabályozó áramkör konstrukcióját. — A szabályozó jel (vezérlő jel) a kimeneten erősen el van nyomva a hasznos jelhez képest, 5 emiatt a szabályozás gyorsműködésű lehet, és a vezérlőjel frekvenciája a rendszer átviteli frekvenciatartományba eshet. — A nemlineáris negatív visszacsatolás következtében ugyanakkora a nemlineáris torzítás mellett 10 nagyobb Ug hasznos bemenő megengedhető a beavatkozó elemen, ami zajszempontból és a vezérlőjel elnyomása szempontjából előnyös. — Széles tartományban lineáris szabályozási karakterisztika érhető el. 15 — Az áramkör az alkalmazott integrált műveleti erősítőtől és beavatkozó elemtől függően, a vezérlő jelre nézve széles frekvenciasávban kedvező modulációs tulajdonságokat is biztosít. — Az integrált műveleti erősítő a szabályozott 20 jelet a kimenetén nagy szinten és kis kimenőimpedanciával produkálja a neminvertáló bemenet nagy bemenőimpedanciája pedig a meghajtó generátor felé biztosít kedvező feltételeket A találmány szerinti erősítésszabályozó áramkör 25 lényege az 1. ábrán látható. A 2. ábra a szabályozó áramkör egy kiviteli kapcsolását szemlélteti. Az 1. ábrán jelölve van a Gi generátor Ug hasznos bemenő jele, aminek az erősítését 30 változtatjuk, a G2 feszültség generátor U v vezérlő jele, amivel az erősítőváltoztatást vezéreljük, az Ic integrált műveleti erősítő U kimenő jele Zt és Z 2 változtatható dinamikus impedanciájú beavatkozó elemek, és a Zg és Z v lineáris impedanciák. 35 Az 1. ábrán látható áramkör működésének lényege: Az erősítés változtatását egyrészt az Ic integrált műveleti erősítő neminvertáló bemeneti Ug hasznos jelét leosztó Zg és Zj impedanciák, másrészt a 40 visszacsatoló ágban levő Zy és Z2 impedanciák osztásviszonyai együttesen okozzák. Zx és Z 2 dinamikus impedanciája a vezérlőjellel változtatható. A vezérlési feltételek kialakítása olyan, hogy a két helyen történő erősítésváltozás a kimeneten 45 azonos értelmű (erősítésnövekedés vagy csökkenés) legyen, és a vezérlő jel azonos amplitúdóval és fázissal jut az Ic integrált műveleti erősítő invertáló és a neminvertáló bemenetére. 50 A találmány szerinti szabályozó áramkör egy kiviteli alakját bemutató 2. ábrán láthatók a változtatható dinamikus impedanciákat alkotó Di és D2 valamint D 3 és D 4 diódák, amelyek a jelzett impedanciákat antiparalel kapcsolásban al-55 kotják. A lineáris impedanciákat a kapcsolásban Rj és R2 ellenállások jelentik. Az Uv vezérlő jel G 2 feszültséggenerátorát a Tj tranzisztoros emitterkövető helyettesíti. Az R3 ellenállás az I c integrált műveleti erősítőnek R4 ellenállás pedig T x 60 tranzisztornak a munkaponti beállítását végzi. Rs és Rg ellenállásokból álló feszültségosztó a diódák munkatartományát nyitóirányú erőfeszítéssel állítja be. A Ci, C2 , C 3 és C 4 kondenzátorok váltakozó áram szempontjából - a működési frekvenciatar-65 tományban — rövidzárnak tekinthetők. 2
