182390. lajstromszámú szabadalom • Aktív elemekkel kialakított ellenállást helyettesítő kétpólus kapcsolási elrendezés
5 ÍS2390 6 Amint az 1. ábra is mutatja a kétpólus kapcsolási elrendezésének első TI tranzisztort magában foglaló vezérelt 1 tagja van, ahol az első TI tranzisztor bázisa a vezérelt 1 tag vezérlő bemenetére, az első TI tranzisztor kollektora a vezérelt 1 tag első kapcsára és emittere az 1 tag második kapcsára csatlakozik. A vezérelt 1 tag vezérlő menete 2 műveleti erősítő kimenetére van kötve, első kapcsa egyrészt 3 első fázistartó visszacsatoló hálózaton keresztül a 2 műveleti erősítő nem invertáló bemenetére van kötve, másrészt K első póluskapocsként van kiképezve. A vezérelt 1 tag második kapcsa egyrészt 4 második fázistartó visszacsatoló hálózaton keresztül a 2 műveleti erősítő invertáló bemenetére, másrészt 5 első ellenálláson keresztül közösített potenciálú kapocsra van kötve. A közösített potenciálú kapocs egyben második póluskapcsot alkot. A kétpólus az első TI tranzisztor —npn— vezetési típusának megfelelő — pozitív — U terhelő feszültségnek a K első póluskapcsára kapcsolása esetén mutat a K első póluskapocs és a közösített potenciálú kapocs között végez ellenállást. Az U terhelő feszültség egyrészt a 3 első fázistartó visszacsatoló hálózaton keresztül a 2 műveleti erősítő nem invertáló bemenetét ideális műveleti erősítővel számolva feszültséggel vezérli — amely képletben U(+, a műveleti erősítő nem invertáló bemenetére jutó feszültség nagyságát, U a terhelő feszültség nagyságát és A1 az első fázistartó visszacsatoló hálózat feszültségátviteli tényezőjét jelenti —, másrészt I áramot hajt át a vezérelt 1 tagon és az 5 első ellenálláson. Az 5 első ellenálláson eső feszültség a 4 második viszszacsatoló hálózaton keresztül a 2 műveleti erősítő invertáló bemenetét — a kétpólus által felvett áram az 5 első ellenálláson átfolyik. U(_)=I. R- A2 feszültséggel vezérli — amely képletben U(_) a műveleti erősítő invertáló bemenetére jutó feszültség nagyságát, I a kétpólus által fölvett áram nagyságát, R az első ellenállás értékét és A2 a második fázistartó visszacsatoló hálózat feszültségátviteli tényezőjét jelenti. Állandósult állapotban a 2 műveleti erősítő bemeneti feszültségeinek különbsége gyakorlatilag nullává válik. Az előző egyenletekből, mint az U terhelő feszültség és a felvett I áram hányadosa, a U/I=R- A2- Al“1 képlet alapján, a kétpólus által mutatott ellenállás nagysága számítható, láthatóan csak a visszacsatoló hálózatok feszültségátviteli tényezőjének valamint az 5 első ellenállásnak a nagyságától függ. A 2. ábra egy egyszerűbb, kisebb terhelhetőségű, közelítőleg lineárisan változtatható ellenállást megvalósító kétpólust mutat, amelyben a vezérelt 1 tag a TI első tranzisztor. A 3 első fázistartó visszacsatoló hálózatot 31 harmadik ellenállással és 32 negyedik ellenállással kialakított állandó leosztási tényezőjű osztó ahol, az osztó közbenső kapcsa a 2 műveleti erősítő a neminvertáló bemenetére van kötve, a 4 második fázistartó visszacsatoló hálózatot pedig a TI első tranzisztor emittere és a közösített potenciálú kapocs közé kötött 41 potenciométer valósítja meg, ahol a 41 potenciométer közbenső kivezetése a 2 műveleti erősítő invertáló bemenetére van kötve. A kétpólus az 1. ábránál ismertetett módon működik, és az általa mutatott ellenállás értéke a 41 potenciométer állítása útján az átvitel tényező változtatásával közelítőleg az 5 első ellenállás és a TI első tranzisztor telítési üzemmódban mutatott kollektoremitter ellenállása összegével egyező minimális érték és R • A1_ 1 képlet alapján — amely képletben szereplő betűk jelentése az előbbiekben megadott — számított maximális érték között változtatható. A kétpólussal átfogható ellenállástartomány felső határát a 31 harmadik ellenállás és 32 negyedik ellenállás által alkotott osztó átviteli tényezőjének reciproka határozza meg döntően. A felső határ az átviteli tényező csökkentésével növelhető, aminek azonban a leosztott feszültség nagyságának a 2 műveleti erősítő drift és ofszet feszültségeivel való összemérhetősége szab határt. Ez a nehézség a 3. ábrán bemutatott, nagyobb terhelhetőségű és szélesebb ellenállástartományt átfogó lineárisan változtatható ellenállást helyettesíthető kétpólussal elkerülhető. A kétpólus 3 első fázistartó visszacsatoló hálózata a 31 harmadik ellenállással és a 32 negyedik ellenállással kialakított állandó leosztási tényezőjű osztó. A 4. második fázistartó visszacsatoló hálózatnak a vezéreli 1 tag második kapcsára kötött 42 feszültségerősítője és annak kimenete valamint a közösített potenciálú kapocs közé kötött 41 potenciométere van, ahol a 41 potenciométer közbenső kivezetése a 2 műveleti erősítő invertáló bemenetére van kapcsolva. A 42 feszültségerősítő műveleti erősítővel megvalósított, és lényegében 43 bemeneti ellenállás valamint 44 visszacsatoló ellenállás által meghatározott nagyságú erősítéssel rendelkezik. A kétpólus vezérelt 1 tagja két, a kapcsai között sorbakötött módosított Darlington erősítőfokozattal van kialakítva. Az első erősítő fokozat a TI első tranzisztor és ennek emitteréhez bázisával kötött T2 második tranzisztor alkotja, ahol a T2 második tranzisztor emittere és bázisa közé 11 ötödik ellenállás van kötve. A második erősítőfokozatot T5 ötödik tranzisztor és annak emitteréhez bázisával kötött T4 negyedik tranzisztor képezi, ahol a T4 negyedik tranzisztor bázisa és emittere közé 12 hatodik ellenállás van kötve. A T4 negyedik tranzisztor és T5 ötödik tranzisztor kollektora közösítetten D védődiodán keresztül az 1 tag első kapcsára csatlakozik. A T4 negyedik tranzisztor emittere van a TI első tranzisztor és a T2 második tranzisztor közösített kollektorához kötve, és a T2 második tranzisztor emittere az 1 tag második kapcsára van kapcsolva. A T5 ötödik tranzisztor bázisa a kollektora és az 1 tag második kapcsa közé kötött bázisosztó kimenetére van kapcsolva. A 2 műveleti erősítő és a 42 feszültségerősítőt megvalósító mmeleti erősítő a szokásos ofszet-, drift- és frekvenciakompenzáló hálózattal, valamint azonos generátor ellenállást biztosító bemeneti ellenállásokkal, kimeneti áramk orlátozó ellenállással és a TI első tranzisztor bázisát záróirányú feszültségtől védő szintmegfogó diódával van ellátva. A kétpólus az 1. ábránál ismertetett módon működik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
