173165. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés változtatható aktív impedencia, előnyösen reaktancia előállítására
3 173165 4 tivitás miatt nagyon stabilaknak kell lenni (időben és hőmérsékletben), továbbá nagyon széles gyártmányválasztékot kell alkalmazni ahhoz, hogy minden áramkörhöz megtalálható legyen a legmegfelelőbb ellenállás, illetve kondenzátomag yság és a megfelelő ellenállást, illetve kondenzátort minél kevesebb elemből lehessen összerakni. Abban az esetben, ha hangolható RC áramkört kívánunk készíteni, úgy olyan potendométereket kell használnunk, amelyek a nagy pontosság, stabilitás és hőmérsékletfüggetlenség mellett leg a lább kétáramkörösek és biztosítják két párhuzamos és azonos ellenállás együttes változtatását. Ezt a feladatot általában különleges precizitással gyártott huzalpotendométerek segítségével oldják meg. Aktív RC áramkörnél megoldható még a feladat elektronikus hangolással és átkapcsolással is, ez azonban általában két áramkör egyidejű hangolását igényli, amelyből legalább az egyik földfüggetlen kivitelű kell hogy legyén. Az ilyen áramkörök megvalósítása általában bonyolult és drága-A találmányunk szerinti megoldással ezeket a hátrányokat kívánjuk kiküszöbölni és olyan kétpólust létrehozni, amely viszonylag széles frekvenciatartományban folyamatosan hangolható, felépítése egyszerű, olcsó eszközökkel megvalósítható és helyigénye sem tetemes. Találmányunk tehát kapcsolási elrendezés változtatható aktív impedancia, előnyösen reaktanda előállítására, amely állandó és hangolható négypólusokból áll. A megoldás lényege az, hogy a kétpólus egyik bemenetére egy állandó feszültségáttételű impadendatranszformátor egyik bemenete, ennek kimenetére egy változtatható feszültségátalakító bemenete, amelynek kimenete egy további állandó feszültségáttételű impedanciatranszformátor bemenetére kapcsolódik és ezen további impedanciatranszformátor kimenete egy alapimpadendán keresztül vissza van csatolva az első négy pólus bemenetére, míg minden egyes négypőlus másik bemenete és kimenete közösítve van és ezek közös pontja képezi a kétpólus másik kapcsát. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésnél az állandó feszültségáttételű impedandatranszformátort legelőnyösebben egy az egyes feszültségáttételű, negatív visszacsatolt műveleti erősítővel valósíthatjuk meg. A találmány szerinti áramköri elrendezésnél a feszültségátalakító négypólus egy feszültségosztó. A találmány szerinti megoldást részletesebben az ábrák alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti kétpólus elvi felépítését mutatja, a 2. ábra a találmány szerinti kétpólus egyik kiviteli alakját ábrázolja. Az 1. ábrán látható a találmány szerinti kétpólus kialakítása. A kétpólus A és B kapcsai jelentik azt az áramkört, amelyik megvalósítja a kívánt impedandát. A találmány szerinti áramkörben három négypólus és egy kétpólus helyezkedik el. Az A kapocsra csatlakozik az 1 impedandatranszformátor, amelynek feszültségáttétele célszerűen egységnyi, bementei impedandája közelítően végtelen, kimeneti impedandája pedig közelítően zérus. Ezen impedandatranszformátor Ui kimenő feszültséggel rendelkezik. Az impedandatranszformátor másik bemenete és kimenete közösítve van és ezen közös pont kapcsolódik a négypólus bemenő B kapcsára. Az 1 impedanciatranszformátor kimenete a 2 feszültségátalakító bemenetére csatlakozik, amelynek másik bemenete és másik kimenete közösített és ugyancsak a B kapcsokra csatlakozik. A 2 feszültségátalakító kimenetén U2 feszültség jelenik meg. A 2 feszültségátalakító egyik kimenete egy további 3 impedanciatranszformátor egyik bementére csatlakozik, amely impedanciatranszformátor másik bemenete és másik kimenete közösítve ugyancsak a B kapocsra csatlakozik. A 3 impedanciatranszformátor egyik kimenete egy kétpólusún a 4 alapimpedancián keresztül az A kapocsra van visszacsatolva. Ez a 4 alapimpedancia a megvalósítandó impedancia fajtájától függően vagy egy nagystabilitású induktivitás vagy egy nagy stabilitású kondenzátor. Az A, B kapcsokon mérhető impedanda nagysága a 2 feszültségátalakító áttételétől függ. Áttétel: a = -ji- U2 Az eredő reaktanda értéke: 0 Le = L»-----— induktivitás esetén a - 1 A kimenő impedancia nagysága abban az esetben, ha „a” áttétel 0-nál nagyobb, de 1-nél kisebb, negatív értékű lesz. Ilyen módon tehát ezzel a kapcsolási elrendezéssel viszonylag könnyenlehet megvalósítani a méréstechnikában olykor szükségessé váló negatív impedanciájú bemenetet. Az esetek többségében azonban az „a” áttétel értéke általában 1 -nél nagyobb (a feszültségátalakító feszültségosztóként van kialakítva). Ebben az esetben az „a” áttétel értékének változtatásával igen széles határok között lehetséges a kétpólus reaktandájának változtatása. A 2. ábrán látható a találmány szerinti kétpólus egy lehetséges kiviteli alakja. Ezen kiviteli formánál a kétpólus A és B kapcsaira csatlakozik az a hálózat, amelyhez illeszteni kell a kétpólust. Az A kapocsra csatlakozik a kétpólus egyik ágát képező 5 műveleti erősítő. Az 5 műveleti erősítő a 6 ellenálláson keresztül negatívan vissza van csatolva, és ily módon az erősítő amúgyis nagy bemeneti ellenállása növekszik, továbbá feszültségáttétele közelítően egységnyi lesz- Az 5 műveleti erősítő bemeneti impedandáját úgy kell megválasztani, hogy az legalább két nagyságrenddel nagyobb legyen, mint annak a tápforrásnak impedandája, amely őt meghajtja. A bemeneti ellenállás ily módon való megválasztása teszi lehetővé azt, hogy az impedanciatranszformátor szerepét betöltő 5 műveleti erősítő nem terheli és nem zavarja a bemenetére csatolt hálózatot. Az 5 műveleti erősítő kimeneti ellenállása, amelyen az U2 kimenő feszültség megjelenik, lehetőleg minél kisebb értékű legyen. Értékét úgy kell megválasztani, hogy legalább két-három nagyságrenddel kisebb legyen, mint az a terhelő impedancia, amelyet meghajt. Az 5 műveleti erősítő hidegpontja pedig a B kapocsra csatlakozik. Az 5 műveleti 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (5 2
