173430. lajstromszámú szabadalom • Tranzisztoros szélessávú URH teljesítményerősítő, különösen rádiótelefon adó-vevőkhöz
7 173430 8 A 4. ábrán kéttranzisztoros URH szélessávú teljesítményerősítő elvi rajzát tüntettük fel, amelynél az egyenáramú beállításhoz tartozó elemeket, valamint a gerjedésgátló és neutralizáló áramköröket nem tüntettük fel. A teljesítményerősítő három illesztőtranszformátort tartalmaz, amelyek lényegében azonos az 1/a és 1/b ábrákon vázolt említett láncbakapcsolt transzformátorral. A Trl transzformátor feladata a Zo hullámellen állású bemeneti csatlakozó és az első TI tranzisztor bázisköre között illesztést megvalósítani. A Zo hullámellenállás tipikus értéke 50 ohm, a bázisköri impedancia pedig az említett 2 és 6 ohm körül van. A Trl transzformátor tehát lényegében a két egymáshoz kapcsolódó felül- és aluláteresztő jellegű féltagból áll. A transzformátort ha közvetlenül kapcsoljuk a bázisponthoz, akkor az Ls soros induktivitás és az Lb bázisköri soros induktivitás egyesíthető, tehát az Ls soros induktivitás értékét a méretezettnél éppen az Lb bázisköri induktivitásnak megfelelő mértékben kisebbre kell választani. A 4. ábrán vázolt kapcsolásnál azonban nem ezt az összevonást alkalmaztuk. A Trl transzformátor után egy újabb féltagot iktattunk be, amely aluláteresztő jellegű és a Cpl párhuzamos kapacitásból és az Ű báziskai soros induktivitásból áll. Ezen féltag alkalmazására elsősorban nem az áttétel javítása miatt van szükség, hanem azért, mert a tranzisztor működését a Cpl párhuzamos kapacitás stabilizálja, a gerjedésveszélyt pedig csökkenti. Láthatjuk azonban, hogy a választott illesztőtranszformátor mindkét megoldásnál nagyon előnyösen illeszkedik a tranzisztor bázisköréhez. A második Tr2 transzformátor a TI tranzisztor kollektora és a T2 tranzisztor bázisa között biztosít illesztést. Itt körülbelül 20-30 ohmos abszolút értékű kollektorimpedanciát kell mintegy 1,5-3 ohmos bázisköri impedanciához illeszteni. A Cp2 párhuzamos kapacitás a Cpl párhuzamos kapacitáshoz hasonlóan a bázisköri induktivitással járulékos transzformáló féltagot képez. A TI tranzisztor kollektorkörének Cc párhuzamos kapacitása közvetlenül összevonható a Tr2 transzformátor Lp párhuzamos induktivitásával. A harmadik Tr3 transzformátor a T2 tranzisztor kollektora és a szintén Zo hullámellenállású kimeneti csatlakozás között illeszt. Tekintettel arra, hogy a Zo hullámellenállás például 50 ohmos, a T2 tranzisztor kimeneti impedanciája pedig 6-15 ohm között van, a Tr3 transzformátornak a nagyimpedanciás oldala a kimeneti csatlakozás felé néz. Az Lp2 párhuzamos induktivitás a transzformációban nem vesz részt, szerepe csupán a T2 tranzisztor Cc kapacitásának kompenzálására vonatkozik. Az ismertetett teljesítmény« ősit önéi érvényesül a féltagok egymást kompenzáló hatása, ezért a teljesítményerősítő relatív sávszélessége mintegy 20-30%. A sávhatárokon túl azonban, különösen pedig növekvő frekvenciák irányába az erősítés meredeken csökken, és ez a tulajdonság a harmonikuscsillapítást javítja. A féltagok között az áttételt körülbelül egyenletesen kell elosztani, tehát ±50%on belül az egyes transzformátorokban a féltagok azonos mértékben transzformáinak. A féltagok terhelt körjóságát célszerű 2 fölé vinni, és előnyösen úgy kell megválasztani, hogy lehetőleg az aluláteresztő féltag legyen nagyobb jóságú. A javasolt transzformátor realizálása egyetlen nehézséget rejt magában, mégpedig azt, hogy a Cs 9oros kapacitást hagyományos típusú kondenzátorokkal alig lehet megvalósítani, mivel a kondenzátorok kivezetéseinek soros induktivitása a méretezett értékek realizálását lehetetlenné teszi. Az ismert típusú teljesítményerősítőkben ezért ahol soros kapacitásra volt szükség, szinte mindenhol beállítókondenzátorral hangolt soros LC tagot alkalmaztak, de ez a szélessávúságot nem tette lehetővé. Talán ez a realizálási nehézség lehetett az oka, hogy az áramköri tervezők a felületáteresztő jellegű transzformáló féltagok alkalmazását az URH teljesítményerősítők területén mellőzték. Az ilyen megoldások mellőzésének másik oka az elosztott paraméterű vonalak szimulálása volt, amely köztudottan aluláteresztő típusú féltagok alkalmazását eredményezi. Az utóbbi években az alkatrészgyártás fejlődése létrehozta a kivezetés nélküli monolitikus kerámiakondenzátorokat, nemzetközi néven chip kondenzátorokat. Ezek a kondenzátorok négyszögletes hasáb alakúak, és két szemközti végük forrasztható ezüstbevonattal van ellátva, és így járulékos induktivitás nélkül beköthetők. Bár a chip kondenzátorokat elsődlegesen hidegítő kondenzátornak tervezték, soros áramköri elemként is előnyösen használhatók. A Cs soros kapacitásokat ezekből az elemekből járulékos induktivitás nélkül ma már könnyen lehet realizálni. A 4. ábrán példaképpen kéttranzisztoros erősítőt tüntettünk fel, mivel a gyakorlatban legtöbbször kéttranzisztoros teljesítményerősítőket alkalmaznak. Természetesen létrehozhatunk egy, vagy kettőnél több fokozatú teljesítményerősítőt is, ha a javasok típusú impedanciatranszformátorokat alkalmazzuk. Az 5. ábrán a teljesítményerősítő elrendezésének vázlatát tüntettük fel. A kapcsolási elemek kétoldalt folírozott 1 nyomtatott áramköri lap felső 5 lapján forrasztással vannak rögzítve. Az 1 nyomtatott áramköri lap alsó 6 oldala folytonos és földelt. A lapot 2 fémkeret veszi körül, amelynek síkja merőleges a lap síkjára, és a felső és alsó fóliák folytonos forrasztással a 2 fémkerethez vannak kapcsolva. A 13 forrasztási vonal tehát végigvezet a nyomtatott áramköri lap kerületén. A 2 fémkeret alsó széle túlnyúlik a lap 6 oldalán. A 2 fémkerethez 3 hővezető tömb csatlakozik, amelynek alsó 7 része a 6 oldal alá nyúlik, de ezen oldal és a 7 alsó rész között hézag keletkezik. Ez a hézag légcsatornát alkot és védi a lapot a túlmelegedéstől. A teljesítményerősítő T2 tranzisztor hőelvezetést biztosító 8 menetes csapja áthidalja a hézagot és a 3 hővezető tömbön kiképzett süllyesztett furatban 9 anyával van rögzítve. A 8 menetes csap és a 3 hővezető tömb között jó hőátadás van. A keletkezett hőt a 3 hővezető tömbből kiképzett 4 hűtőbordázat disszipálja. Az ábrán példaként vázoltunk egy 10 chip kondenzátort is. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
