181272. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrenezés AC csatolt jelek elektronikus középértékének lineáris egyenirányítására
181272 A vázolt kapcsolási elrendezésből is kitűnik, hogy rendkívül bonyolult digitális számítási feladatot igényel, ezért áramkörileg csak bonyolultan realizálható. Ha az eredményt analóg formában kívánjuk megkapni, akkor további digitál-analóg átalakítót kell beiktatni. Az ismertetett kapcsolási elrendezések az AC feszültség null-átmenetekor fellépő árammegszakadást figyelmen kívül hagyják; azaz a műveleti erősítő ilyen irányú hatását úgy hanyagolják el, hogy nem teszik a visszacsatolóágba az egyenirányítót, viszont a diódák véges egyenirányító képessége miatt fellépő nagyságrenddel kisebb árammegszakadást nem képesek figyelembe venni. Az ideális analóg megoldás az lenne, ha sikerülne az AC feszültség null átmenetekor fellépő árammegszakadást megszüntetni. Az ismert megoldások a már ismertetett okok miatt nem képesek erre. Az általunk kidolgozott kapcsolási elrendezés célja, ezen hiányosság megoldása. A találmány tárgya tehát olyan kapcsolási elrendezés, amely az AC csatolt váltakozó feszültség elektrolitikus középértékének lineáris egy vagy kétutas egyenirányítására alkalmas. Az általunk javasolt kapcsolási elrendezést az 1., 2., 3. ábrákban mutatjuk be. Az első ábrában bemutatott találmány szerinti kapcsolási elrendezésben az 1 bemeneti erősítő kimenete egy 2 meredekség erősítőn keresztül az Rí előfeszítő ellenállás egyik kivezetésével és az egyik Di egyenirányító dióda közösített pontjára csatlakozik az ugyanezen Rí előfeszítő ellenállás másik kivezetése pedig egy másik D2 egyenirányító dióda közösített pontján keresztül a Tri földelt bázisú kapcsoló tranzisztor kollektorára van bekötve. Az ugyanezen Tri földelt bázisú kapcsoló tranzisztor emittere pedig egy R6 korlátozó ellenálláson keresztül az R5 levezető ellenállás és a Ci elválasztó kondenzátor közösített pontjára csatlakozik. Az 1 bemeneti erősítő nem invertáló bemenete az ugyanezen közösített pontra kötött. A Tri földelt bázisú kapcsoló tranzisztor bázisa pedig a 3 munkapont beállító feszültséggenerátoron keresztül, valamint az R5 levezető ellenállás másik kivezetése a földre van bekötve. A Ci elválasztó kondenzátor másik kivezetése pedig a további D3, D4 egyenirányító diódák közösített pontjára csatlakozik. Az első ábrában bemutatott kapcsolási elrendezés működése a következő: Az 1 bemeneti erősítő nem invertáló bemenetére csatlakozó Trt földelt bázisú kapcsoló tranzisztor a visszacsatoló áram megszakadása esetén, annak ellensúlyozására R6 korlátozó ellenállással betáplált áramot kapcsol ellen a 2 meredekség erősítő áramgenerátoros kimenetére, ezzel a kimeneti feszülséget a Dj —D4 diódák nyitófeszültségei által megkívánt potenciálra rántja. A kapcsolási elrendezésben a Ct elválasztó kondenzátor a DC visszacsatolást szünteti meg. Az R5 levezető ellenállás az AC csatolt jelek elektrolitikus középértékének lineáris egyenirányítását végző kapcsolási elrendezésnek az átviteli tényezőjét állítja be. 3 munkapont beállító feszültséggenerátor a Tri földelt bázisú kapcsoló tranzisztor munkapontját állítja be. 3 2 Az R2 terhelő ellenállás az R3, R4 szűrő ellenállásokkal, valamint a C2, C3 szűrő kondenzátorokkal a kimeneti egyenfeszültség hullámosságának csökkentését szolgálja. 5 Az Rí előfeszítő ellenállás szerepe a Di-D4 egyenirányító diódák egyenfeszültségű előfeszítése révén erősítés nyereség szolgáltatása. Az 1 bemeneti erősítőnek a feladata az erősítésen kívül az impedancia transzformálás. 10 A 2. ábrában vázolt kapcsolási elrendezésben az Rí előfeszítő ellenállással és az egyenirányító diódák közül a második a D2 dióda közösített pontjára a Tr2 FET térvezérlésű tranzisztor source elektródája az R3 szűrő ellenállás egyik kivezetésére a gate 15 elektródája pedig a 3 munkapont beállító feszültséggenerátor van bekötve. A kapcsolási elrendezés működése lényegében azonos, mint az 1. ábrában vázolt elrendezésben. A felépítésbeli különbség maga után vonja a 3 20 munkapont beállító feszültséggenerátor egyszerűbb kialakítását, valamint az áram fogyasztás csökkentését. Az előző kapcsolási elrendezések lényegében a kétutas egyenirányítást valósították meg. Azonban a 25 gyakorlati életben szükség van egyutas egyenirányításra is, pl. aszimmetrikus bemenetű analóg digitál átalakítók esetében. A 3. ábrában bemutatott kapcsolási elrendezés tehát lehetővé teszi az egyenirányító áramkör egyutas 30 kialakítását. A javasolt kapcsolási elrendezésben az R2 terhelő ellenállás egyik végén a D3 egyenirányító dióda, az R3 szűrő ellenállás, valamint az ugyanezen terhelő ellenállás másik kivezetésén egy további D2 egyen- 35 irányító dióda és egy R4 szűrő ellenállás által kialakított közösített pontok, valamint a Ci elválasztó kondenzátor közé egy-egy R7, Rg ellenállás van közbeiktatva. Az egyutas egyenirányítás esetén is szükséges 40 mindkét áram út biztosítása a DC leválasztás miatt. A D3 és D4 egyenirányító diódák helyett alkalmazott R7, Rg ellenállások biztosítják az áramutakat. Az általunk kidolgozott kapcsolási elrendezés legfőbb előnye az ismert megoldásokhoz képest a mi- 45 nimálisan 1 ezrelék linearitási hibával 1 kHz-en egyenirányítható feszültség határt 1 mvolt alá csökkenti. A frekvencia tartományt végértéken 0,1%-os hibánál 100 kHz-ig biztosítja, a fogyasztást pedig az ismertekhez viszonyítva 1/5-re csökkenti. A 50 felépítése egyszerű. Szabadalmi igénypontok: 55 1. Kapcsolási elrendezés AC csatolt jelek elektrolitikus középértékének lineáris egyenirányítására, mely elrendezés bemeneti erősítőre kapcsolt egyenirányító diódákat (Di-D4), továbbá szűrő tagokat tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a bemeneti erősítő 60 (1) kimenete egy erősítőn (2) keresztül előfeszítő ellenállás egyik kivezetésével (Rj) és az egyenirányító diódák (D! -D4) közül az egyik egyenirányító dióda (Dj) közösített pontjára csatlakozik az ugyanezen előfeszítő ellenállás (Rí) másik kivezetése pedig a 65 vele és az egyenirányító diódák (Di -D4) közül a 4
