174787. lajstromszámú szabadalom • Elrendezés gyors, nagy egyenáramú stabilitással rendelkező műveleti erősítő kialakítására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS 174787 SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1977. IV. 14. (MA-2869) Nemzetközi osztályozás: H 03 F 1/26 Közzététel napja: 1979. VIII. 28. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Megjelent: 1980. IX. 30. Feltaláló: Dr. Lakatos Tamás tudományos munkatárs, Debrecen Szabadalmas: MTA Atommag Kutató Intézete, Debrecen Elrendezés gyors, nagy egyenáramú stabilitással rendelkező műveleti erősítő kialakítására 1 A tudomány és technika minden területén általános tendencia a mérési pontosság fokozása. A méréstechnikai célokat szolgáló erősítők esetén ez az erősítés pontosságának és a stabilitásának a növelését és a zaj csökkentését igényli. Az egyenáramú erősítők esetén az erősítés pontosságát és az alapszint stabilitást a legtökéletesebben és a leggazdaságosabban az integrált áramköri technológiával előállított és negatív visszacsatolással kiegészített műveleti erősítők elégítik ki. Az impulzustecnikai méréseknél a nagyobb mérési pontosságra való törekvés következményeképpen a korábban alkalmazott kapacitív vagy váltóáramú AC csatolást egyre szélesebb körben felváltja az egyenáramú, vagy galvanikus DC csatolás. Különösen az időben statisztikusan változó frekvenciájú és/vagy amplitúdójú jelek mérése esetén (magfizikai, atomfizikai mérések stb.) növelhető a mérési pontosság DC csatolás alkalmazásával. Galvanikusan csatolt impulzuserősítők esetén — feltételezve a negatív visszacsatolást — a pontosságot a nyíltköri erősítés - sávszélesség szorzat, az alapszint stabilitás és a kimeneti feszültség maximális növekedési sebessége, a továbbiakban „slew-rate” határozzák meg. A kívánt pontosságra történő beállás idejét (settling time) elsősorben a „slew-rate” határozza meg a kis visszacsatolt erősítés és nagy kimeneti impulzusamplitúdó esetén. Ilyen körülmények között működnek az általánosan használt fázisfordítók, meghajtó, vagy végfokozatok, összegző erősítők, nyújtók, min-174787 2 tavevő és tartó áramkörök, erősítőből kialakított lineáris kapuáramkörök stb. Az integrált áramköri technológiával nagy tömegben előállított műveleti erősítők jelentős része kielégítő vagy jó alapszint stabilitással rendelkezik, de „slew-rate” adataik nem teszik alkalmassá őket gyors impulzusok pontos erősítésére, másrészt felhasználásuknál jelentős hátrány, hogy különböző erősítések esetében általában más-más külső, frekvencia-menetet kompenzáló hálózatot igényelnek. A legnagyobb „slew-rate”-et biztosító bemeneti kompenzálás változatlan jelerősítés mellett jelentősen növeli egy adott frekvencia felett — a zajerősítést. Általában a tranzisztor bemenetű integrált műveleti erősítők zaja nagyobb, mint a diszkrét elemekből felépülteké. A nagyobb „slew-rate’’-tel rendelkező térvezérlésű tranzisztor (FET) bemenetű integrált műveleti erősítők esetén a zaj kisebb a frekvenciakompenzálás egyszerű vagy nem szükséges, de az alapszínt hőmérsékleti stabilitása (bemeneti ofszet feszültség hőfüggése) lényegesen rosszabb (többnyire nagyságrendekkel), mint a tranzisztoros bemeneti fokozatúaké. Nagy „slew-rate’’-tel és kielégítően jó alapszint stabilitással csupán néhány integrált áramköri műveleti erősítő rendelkezik, ezek ára azonban igen nagy. A találmány szerinti elrendezés lehetővé teszi olyan erősítők egyszerű megvalósítását kis költségekkel, melyek nagy - a diszkrét elemekből felépült erősítőkével azonos - „slew-rate”-tel és kis zajjal rendelkeznek, alapszint stabilitásuk és tápfeszültség elnyomá-5 10 15 20 25 30
