183785. lajstromszámú szabadalom • Nagylinearitású szélessávú hibrid integrált erősítő kapcsolási elrendezés
1 183 785 2 A találmány tárgya nagylinearitású szélessávú hibrid integrált erősítő kapcsolási elrendezés, amely szerint megvalósított erősítők előnyösen kommunikációs vevőberendezések bemeneti fokozataként, antennaerősítőként stb. alkalmazhatók . A találmány szerinti erősítőnek több szekundertekerccsel kialakított bemeneti teljesítményosztó transzformátora, több primertekerccsel kialakított kimeneti teljesítmény összeadó transzformátora valamint több visszacsatolt erősítője van, ahol az egyes visszacsatolt erősítők nagyfrekvenciás bemeneti kapcsa a hozzárendelt szekundertekercs egyik kapcsára, nagyfrekvenciás kimeneti kapcsa pedig a hozzárendelt primertekercs egyik kapcsára van kötve. Ismert, hogy nagy sávszélességű, illesztett be és kimenetű tranzisztoros erősítők földelt emitteres erősítőfokozatok során áram és párhuzamos feszültség visszacsatolás együttes alkalmazásával alakíthatók ki. Ilyen megoldást ismertet Petre Sturzu: „Use CAD to Optimize Broadband Amplifier Design” című cikke (megjelent: Electronic Design c. folyóirat 1974. május 10-i száma). Ismert az olyan szélessávú erősítőkialakítás is, amelynél az erősíteni kívánt jelet a felhasznált teljesítményt tekintve a kedvezőbb hatásfokú erősítés végett kettéosztják, az osztott jeleket külön-külön erősítik, majd az erősített, osztott jeleket összeadják. Az ilyen erősítők bemenetén teljesítményosztó transzformátor, kimenetén teljesítményösszeadó transzformátor helyezkedik el, és az összetartozó transzformátortekercsek között egy vagy több fokozatú szélessávú nagy linearitású erősítő helyezkedik el. Az erősíteni hivatott jel a bemeneti transzformátoron két részre osztódik, és részenként külön-külön kerül erősítésre. Az erősített kimeneti jelet a kimeneti transzformátoron fázishelyesen összegezve kapják. Ilyen nagylinearitású szélessávú erősítők tervezési kérdéseivel részletesebben RobertG. Meyer, Ralph Eshenbac, Robert Chin: ,,A Wide-Band Ultralinear Amplifier from 3 to 300 MHz” című cikke foglalkozik (megjelent: „IEEE Journal of Solid —State Circuits” c. folyóirat 1974. augusztusi számában). A cikkben bemutatott kapcsolási elrendezés hátrányossága, hogy a végtranzisztorai egyenáramú munkapontja nemcsak a passzív elemek elemértékétől függ, hanem az alkalmazott tranzisztorok paraméterétől is. így ez a megoldás nem állítja be tel jesen szimmetrikusra a végfokozat áramát, ami az ilyen két jelutas erősítőnél alapkövetelményt képez. A bemutatott megoldás másik hátrányos tulajdonsága, hogy az egyik végtranzisztor árama a kimeneti transzformátort, a másik végtranszisztor árama pedig a kimeneti fojtótekercset előmágnesezi. A szimmetriát potenciométer alkalmazásával lehetne ugyan javítani, azonban az kerülendő, mivel mint áramköri elem kevésbé megbízható. Nagyobb linearitású igények kielégítésére készülő szimmetrikus erősítők kialakítására az azonos munkaponti paraméterek biztosítása végett javasolt más megoldás az erősítők válogatott áramköri elemekkel való kialakítása. E megoldás hátrányossága, hogy a válogatottság ténye csak egy hőmérsékleten biztosít azonos paramétereket, továbbá, hogy a válogatás igen gazdaságtalan, jelentős élőmunkát és műszerezettséget igényel. ismert továbbá az 1 437 913 ljsz. angol szabadalmi leírás szerinti erősítő kapcsolási elrendezés, amelynek bemeneti teljesítményosztó transzformátora és kimeneti teljesítményösszeadó transzformátora van, és a megfelelő transzformátor résztekercsek közé erősítőfokozat van elhelyezve. A szimmetria biztosítása végett a kimeneti transzformátor primer tekercsének középleágazásáról egy visszacsatolást alkalmaznak az erősítők bemenetére. Ismert még az 1 536 161 ljsz. angol szabadalmi leírásban ajánlott differenciálerősítő kapcsolási elrendezés is, amely terheléseket nagyfrekvencián kis, közelítőleg nulla ofszet egyenáram mellett képes meghajtani. Az erősítőnek két, külön-külön vezérelt tranzisztoros (Darlington) fokozata van, ahol a vezérelt bázisok ellenálláson keresztül egymással össze vannak kötve. Az egyes fokozatoknál a munkaponti árammal arányos feszültséget állítanak elő, ezt differenciálerősítők segítségével referenciafeszültséggel összehasonlítják, és az erősített különbségi jellel a fokozatokat a különbségi jelet csökkentőén vezérelik. így a fokozatok munkaponti áramát közelítőleg egyezőre, a referencia feszültség által meghatározott mértékűre állítják. A megoldás kis ofszet egyenáramot biztosít, amellyel — alkalmazási példája szerint — mágneses fejnek felmágnese ződését gátolják meg. A megoldás hátrányossága, hogy csak egyenáramú ofszetkompenzálást hoz létre. Nagy linearitású jelátvitelt nem biztosít, és kialakításából adódóan csak korlátozott teljesítmény átvitelre alkalmas. A felmerült igények szükségessé tették szélessávú, célszerűen több jelutas erősítésű olyan erősítő kialakítását, amely nagy linearitással rendelkezik, zaja alacsony, és kis teljes ítmény igényű. A fenti céloknak eleget tevő erősítővel szemben igény volt továbbá annak olyan kialakítása is, amelynél az egyes erősítők munkaponti árama együttesen egy referenciafeszültséggel arányosra állítható, valamint az olyan kialakítás is, amelynél az egyes erősítők munkaponti árama az egyik erősítő munkaponti áramával egyező. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy az önmagában ismert linearitást növelő visszacsatolások továbbá az önmagában ismert transzformátoros teljesítményosztás és transzformátoros teljesítményösszeadás, valamint az azonos munkaponti áramok beállítására alkalmazott megoldások együttesen is alkalmazhatók, és az ilyen erősítőket hibrid technológiával kivitelezve nagyobb sorozatú gyártással, kis szórás mellett igen jó paraméterekkel rendelkező nagylinearitású szélessávú erősítőket állíthatunk elő. A találmány szerinti nagylinearitású hibrid integrált erősítő kapcsolási elrendezés főként kommunikációs vevőkészülékek előerősítője, valamint antennaerősítő megvalósítására alkalmazható. A célként kitűzött erősítő találmány szerinti első megoldásának több szekundertekerccsel kialakított bemeneti teljesítményosztó transzformátora és több primertekerccsel kialakított kimeneti teljesítményösszeadó transzformátora, valamint több egyező felépítésű, önmagában visszacsatolt erősítője van, ahol az egyes visszacsatolt erősítők nagyfrekvenciás bemeneti kapcsa a hozzárendelt szekundertekercs egyik kapcsára, nagyfrekvenciás kimeneti kapcsa a hozzárendelt primertekercs egyik kapcsára van kötve, és a 5 Í0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
