172833. lajstromszámú szabadalom • Javított átviteli tulajdonságú fázisérzékeny egyenirányító
3 172833 4 Az ismert és a találmány szerinti megoldásokat az ábrák szemléltetik: Az l.ábra az ismert fázisérzékeny egyenirányító elvi vázlatát, a 2. ábra a diódás fázisdetektort, a 3. ábra az ismert fázisérzékeny egyenirányítót, a 4. ábra a találmány szerinti fázisérzékeny egyenirányító példakénti kiviteli alakját, az 5. ábra a találmány szerinti fázisérzékeny egyenirányító tömbvázlatát mutatja. Az 1. ábra az ismert fázisérzékeny egyenirányító elvi vázlatát mutatja, melyet zajjal fedett jelek mérésére alkalmaznak. A mérendő 1 fényforrás jelét a referencia 4 generátor frekvenciájával megszabott fordulatú 3 motor hajtású 2 fényszelektor szaggatja, az 5 fotodetektor elektromos jellé alakítja át és 6 előerősítő felerősíti. A 6 előerősítő kimenetén a mérendő fénnyel arányos jelen kívül az 5 fotodetektor és a 6 előerősítő saját zaja és a környezetből felvett zavarójelek is megjelennek, különösen, ha a mérendő fény nagyon gyenge és ezért nagyon nagy erősítésre van szükség. A 7 transzformátor kimenő jelét a referencia 4 generátorral hajtott szinkron 8 egyenirányító egyenirányítja és a műveleti 10 erősítőből, 9 ellenállásból, 11 kondenzátorból álló integrátor kimenetén a felerősített jel effektiv értékével arányos egyenfeszültség jelenik meg. A szinkron 8 egyenirányító, ami elektromosan hajtott mechanikus relé, a legtöbb kritériumnak kiválóan megfelel, de az csak igen kis frekvencián használható és élettartama is korlátozott, ezért ez a megoldás csak ritkán kerül alkalmazásra. A diódás fázisdetektor legegyszerűbb megoldását a 2. ábra mutatja, amely nagyon nagy frekvenciákig használható. A 14 transzformátor kimenőjelét ellentétes polaritású négyszög-kapuzójel modulálja a 17 transzformátoron keresztül, így a 15, 16 diódák után kapcsolt 118, 119 ellenállásokon egyenirányítóit áramok folynak és a 120 feszültségmérő a jel effektiv értékével arányos feszültségértéket mutatja. A diódás fázisdetektor leglényegesebb hátránya, hogy viszonylag kicsi a dinamikus tartománya és jelentős nullszint ingadozással kell számolni. A 3. ábra az ismert fázisérzékeny egyenirányítót szemlélteti, mely 21, 22 műveleti erősítőkből, 26, 27, 28, 29 kapcsoló tranzisztorokból, 30, 31 áramösszegező ellenállásokból és ezek kimenetére kapcsolt 40 műveleti erősítőből, 41, 44 ellenállásokból és 42, 43 kondenzátorokból felépített integrátorból áll. Az integrátor 42 és 43 kondenzátorai és a kondenzátorokkal párhuzamosan kapcsolt 41, 44 ellenállások határozzák meg az integrálási időállandót, azaz az átlagolás mértékét. Ezen kapcsoló tranzisztorokat - FET kapcsolóelemeket - tartálmazó megoldásoknak az a hátrányuk, hogy a kommutáló négyszögfeszültségből, amely 10 volt körüli érték, számottevő kapcsolási tranziens kerül a kimenetre, így vezetési ellenállásmodulációval és a bipoláris tranzisztorokhoz viszonyítva alacsonyabb kommutálási sebességgel kell számolni. A 4. ábra a találmány szerinti fázisérzékeny egyenirányító példakénti kiviteli alakját mutatja, amelynek láncba kapcsolt vezérlőjelforrással összekötött két műveleti erősítőből felépített 18 visszacsatolt erősítője, működtető négyszögjelforrással összekötött 19 elektronikus kapcsolója és 20 integrátora van. A visszacsatolt erősítő két invertáló bemenete a 19 elektronikus kapcsoló további harmadik és negyedik h, i kimenetével van összekötve. A találmány szerinti fázisérzékeny erősítő egy további kiviteli alakját az 5. ábra szemlélteti. A két 21, 22 műveleti erősítőből és három 23, 24, 25 ellenállásból felépített visszacsatolt erősítő 22 műveleti erősítője fázisfordítóként működik, ami lehetővé teszi az erősítő egyfázisú, vagy kétfázisú vezérlését. A 21 és a 22 műveleti erősítők invertáló bemenete a 25 ellenálláson keresztül egymással, a 23 és 24 ellenálláson keresztül pedig az egyes 21, 22 műveleti erősítők f, g kimenetével van összekötve. A 23, 24 ellenállások a 21, 22 műveleti erősítők kimeneti nullszintjének stabilizálását biztosítják a 26, 27, 28, 29 kapcsolótranzisztorok tranziensei közben. Az 5. ábra a 18 visszacsatolt erősítő kétfázisú vezérlését mutatja, amikor is az a, e vezérlő jelforrás a bemeneteket ellenfázisban vezérli. Egyfázisú vezérlésnél az a, e vezérlő jelforrás egyik kimenete és az erősítő egyik bemenete földpotenciálra van kötve. A 18 visszacsatolt erősítő f, g kimenetére kapcsolt 19 elektronikus kapcsolónak négy, 26, 27, 28, 29 kapcsoló tranzisztora és ellenállásokból felépített négy, 32—33, 34-35, 36-37, 38-39 áramösszegezője van. A 18 visszacsatolt erősítő f kimenetére a 26, 27 kapcsoló tranzisztor, a g kimenetére pedig a 28, 29, kapcsoló tranzisztor bemenete csatlakozik. A 26, 29 illetve a 27, 28 kapcsoló tranzisztorok egymáshoz képest ellentétes fázisban vannak vezérelve a működtető b, c négyszögjelforrásról. Az első 26 kapcsoló tranzisztor és a harmadik 28 kapcsoló tranzisztor, illetve a második 27 kapcsoló tranzisztor, és a negyedik 29 kapcsoló tranzisztor kimenetére kapcsolt első 34-35 áramösszegező, illetve második 36-37 áramösszegező közös kivezetése a 19 elektronikus kapcsoló első j, kimenetét, illetve második k kimenetét, az első 26 kapcsoló tranzisztor és a második 27 kapcsoló tranzisztor, illetve a harmadik 28 kapcsoló tranzisztor és a negyedik 29 kapcsoló tranzisztor kimenetére kapcsolt harmadik 32-33 áramösszegező, illetve negyedik 38-39 áramösszegező közös kivezetése pedig a 19 elektronikus kapcsoló harmadik h kimenetét, illetve negyedik i kimenetét képezi. Az 5. ábra a fázisérzékeny egyenirányító működése közben előálló jelalakokat is feltünteti. A két 21, 22 műveleti erősítő a bemenetre adott egyvagy kétfázisú vezérlő jelből két szimmetrikus ellenfázisú jelet állít elő az f, g kimenetén, melyek a 19 elektronikus kapcsoló két bemenetét vezérlik. A 19 elektronikus kapcsoló négy 26, 27, 28, 29 kapcsoló tranzisztora a bemeneten levő két ellenfázisú jelet egyeniiányítja és ezekből az egyenirányítóit félhullámú jelekből a 26, 27, 28, 29 kapcsoló tranzisztorok kimenetére kapcsolt négy s 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
