174922. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kimenőjel dinamikájának a bemenőjel dinamikájához viszonyított csökkentésére lassú működésű üzemmódnál
3 174922 4 módon a dinamikakompresszor és a dinamika expander is beavatkozó elemként volt felhasználható. Az említett diódás áramkörök széles körben terjedtek el. Előnyük a rendkívüli egyszerűség és tömeggyártásra való alkalmasság. Beállításuk nem volt különösebben kényes, azonban hátrányt jelentett az, hogy csak alacsony jelszinteknél működtek és a dinamika szűkítést vagy tágítást csak kismértékben valósították meg, ha a nonlineáris torzításmentesség szigorú követelményként volt előírva. Az elektronika fejlődésének következő szakaszában megjelentek az ún. F ET áramkörök, amelyeknek az a tulajdonsága, hogy a csatorna-ellenállás egy, ún. kapura adott egyenfeszültséggel vezérelhető. Ez a csatorna-ellenállás a vezérlőfeszültség függvényében nagymértékben változik és így nagyfokú kompresszió létrehozása biztosítható. Ezzel az áramkörrel lényegesen csökkenthető a nonlineáris torzítás, ezért előszeretettel használják a legújabb integrált áramkörös kivitelben készült különféle dinamikakompresszor áramkörökben. Hátránya, hogy nagyobb frekvenciájú jeleknél viszonylag nehéz alkalmazni, mert a létrehozott ellenállás-változás, amellyel a szabályozás elvégezhető igen nagy értékű végellenállást követel meg. Ez a kezdeti néhány száz Ohm-tói néhányszor tíz kOhm nagyságrendig esetleg száz kOhm nagyságrendig terjedhet, tehát ha nagy szabályozású tartományt kívánunk elérni, akkor nagy ellenállásokra van szükségünk és ezek jelentős mértékben korlátozzák a szabályozott sáv frekvenciatartományát. Mentes ezektől a hátrányoktól a differenciálerősítőkből kialakított szabályozó áramkör. Mint ismeretes, a tranzisztoros differenciálerősítők forrásáramának segítségével könnyen szabályozhatók. Tranzisztoros erősítőknél, illetve földelt emitteres erősítőknél az átfolyó árammal arányos a tranzisztor meredeksége. Ha a meredekséget változtatjuk, a munkaponti áram segítségével a tranzisztor erősítésének nagymértékű változtatása biztosítható. Ez viszont a tranzisztoros erősítőknél jelentős torzítást hoz létre, ezért célszerű az egyes tranzisztorok külön-külön szabályozása helyett az egész differenciálerősítőt egyidejűleg szabályozni, és ez lényegesen kisebb torzítás mellett jelentős szabályozási lehetőséget biztosít. A differenciálerősítős szabályozási rendszer korszerűsített formája az ún. integrált analógszorzó, amely két differenciálerősítőből van felépítve és mindkét bemenetére nézve ki van egyenlítve. A kétszeresen kiegyenlített híd összáraménak vezérlésével az emitterekben és a bázisokban lényeges erősítőváltozás érhető el. Az erősítésváltozás linearitása lényegesen növelhető azáltal, hogy a bázisokra jutó vezérlő feszültséget logaritmálás után vezetik rá a szabályozó elemre. Az ismertetett szabályozásoknál a fő cél a bemenő és a kimenő jelek közötti dinamika szőkítése és mindegyik azon az elképzelésen alapult, hogy a visszacsatolt feszültség, vagy áram segítségével a negatív visszacsatoló láncba vonjuk be a bemenőjelet. A negatív visszacsatolás oly módon érvényesül, hogy a bemenőjeltől függetlenül a kimenőjel a lehetőség szerint állandó legyen, vagy csak minimális mértékben növekedjen. A visszacsatoló láncba iktatott beavatkozó elem pl. elektroncső, egyszerű dióda, diódás lánc, vagy tranzisztoros differenciálerősítő valamely paraméterét addig változtatják, amíg a széles határok között válto2 zó bemenőjel mellett a kimenőjel állandó, vagy kismértékben növekvő nem lesz. Ha pl. a bemenőjel egy tizedére csökken, a tranzisztoros differenciálerősítő erősítését tízszeresére kell növelni ahhoz, hogy ugyanakkora kimenőjelet kapjunk. Ha a bemenőjel nagysága egyszázad részére csökken, akkor az erősítést legalább százszorosára kellett növelni, hogy a kimenőjel ne csökkenjen. Természetesen mint minden szabályozásban, itt sem lehet pontosan azonos kimenőjelet nyernünk, mert szükség van a hibajelre. A hibajel nagysága függ a visszacsatoló láncba iktatott hibaerősítőtől, a szabályozás sebességétől és még néhány más, a konkrét feladatban meghatározásra kerülő követelménytől. A találmány tárgya azon a felismerésen alapszik, hogy nem feltétlenül szükséges a beavatkozó elemet ugyanolyan mértékben vezérelni, mint amilyen mértékben a bemenőjel változik. A találmánynak az a lényege, hogy egy szabályozott erősítővel egy állandó erősítésű erősítő van párhuzamosan kapcsolva és a szabályozott erősítő, vagy az állandó erősítésű erősítő egyben fázisfordító is, továbbá az erősítők kimenetei összegezőre csatlakoznak, amelynek kimenete egyúttal a kapcsolási elrendezés kimenete is. A találmány egy további kiviteli alakjánál az állandó erősítésű erősítő erősítése egy. A találmányt részletesebben az ábrákon bemutatott kiviteli példák segítségével ismertetjük. Az ábrán a találmány egy kiviteli alakjának tömbvázlata látható. A kapcsolási elrendezés B bemenete két részre osztva egy E szabályozatlan erősítésű erősítő és egy SZ szabályozott erősítésű erősítő bemenetelre van kötve. Az E szabályozatlan erősítésű erősítő és az SZ szabályozott erősítésű erősítő kimenetei ö összegező bemenetéire csatlakoznak, amely ö összegező kimenete egyrészt a kapcsolási elrendezés K kimenete, másrészt egy J szabályozó jelképző fokozaton keresztül az SZ szabályozott erősítésű erősítő másik bemenetére vissza van csatolva. A kapcsolási elrendezés a következőképpen működik: a bemenőjel két erősítő fokozatra kerül, amelyek abban különböznek egymástól, hogy egyrészt az egyik fázis fordít, a másik nem, másrészt az egyik állandó erősítésű erősítőként működik, míg a másik erősítése változtatható. Példaképpen tételezzük fel, hogy az elrendezés bemenetére jutó feszültség sorban 1 mV, 10 mV, 100 mV és 1 V. A szabályozatlan erősítésű erősítő erősítése legyen alaphelyzetben 10, a szabályozott erősítésű erősítőé 5. Ha az összeadó áramkör erősítése 1, akkor a szabályozatlan erősítésű erősítő kimenetén megjelenő feszültség 10 mV, a szabályozott erősítésű erősítő kimenetén megjelenő feszültség 5 mV, az összeadó áramkör kimenetén pedig 5 mV feszültség jelenik meg. Ha 1 mV-ról 10 mV-ra növeljük a bemenő feszültséget, a szabályozatlan erősítésű erősítő kimenetén megjelenő feszültség 100 mV és kérdés mennyire kell változtatni a szabályozott erősítésű erősítő erősítését, hogy az összegezd kimenetén változatlanul 5 mV jelenjen meg. Ez akkor következik be, ha a szabályozott erősítésű erősítő erősítését 9,5-re növeljük, mert akkor a kimenő feszültség 95 mV és az összeadó áramkör kimenetén az erősítők kimenetein 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
