187174. lajstromszámú szabadalom • Szélessávú,nagyfrekvenciás szbályozható feszültségerősítő kapcsolás
1 .187 174 2 A találmány tárgya szélessávú, nagyfrekvenciás szabályozható feszültségerösítö kapcsolás, amelynél a szabályozás folyamán az átviteli paraméterek változása minimális. Napjainkban egyre növekszik a mikrohullámú frekvenciasávban működő rádiórelé berendezések száma. A mikrohullámú frekvenciasáv ugyanis különösen alkalmas tv kép és hangjelek, sokcsatornás telefonjelek, digitális jelek és egyéb információk átvitelére. Mikrohullámú rendszerekben - mint ismeretes - általában kettős modulációt alkalmaznak.'Az átvinni kívánt jellel először egy középfrekvenciás, általában 70 MHz-es jelet modulálnak, majd ezzel a modulált jellel az adóban modulálják a kisugárzásra kerülő mikrohullámú jelet. Vevő oldalon a vett mikrohullámú jel mikrohullámú keverőbe jut, ahol ismét előállítják a 70 MHzes modulált KF jelet, melyet automatikus erősítésszabályzású KF erősítőkkel erősítenek, majd szükség szerint vagy ismét modulálnak vele, vagy demodulálják, visszanyerve az átvitt információt. Az előző rövid ismertetésből kitűnik, hogy a mikrohullámú berendezésekben széles körben alkalmaznak nagyfrekvenciás (70 MHz), szélessávú szabályozható erősítésű áramköröket. Nagyfrekvenciás, szélessávú, szabályozható feszültségerősítésű erősítők többféle megoldása ismeretes. Az 1. ábra ismert kétfokozatú, szabályozható erősítőt mutat. A 2. ábra egyetlen földelt emitteres üzemmódban dolgozó tranzisztorral és két PIN diódás szabályzóval megvalósított ismert erősítő. A 3. ábra a találmány szerinti erősítő kapcsolás blokksémája. A 4. ábra a találmány szerinti erősítő kapcsolás egyik kiviteli alakja. Az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés a TI tranzisztorral felépített földelt emitteres és az ezt követő T2 tranzisztorral megvalósított földelt kollektoros fokozatból áll. Az erősítés szabályozására a TI tranzisztor emitter körében elhelyezett szabályzó Dl PIN diódát vagy potenciométert alkalmaznak. E kapcsolási elrendezésnek több előnytelen tulajdonsága van. Az alkalmazott negatív viszszacsatolás csak egy fokozatra terjed ki, az erősítése és erösítésszabályzási tartománya kicsi. Ismeretes szabályozható feszültségerősítésű áramkörök megvalósítására a 171 766 lajstromszámú szabadalmi leírás szerinti megoldás. A megoldás lényege, hogy a két tranzisztorral felépített differenciálerősítőt egy harmadik tranzisztoros földelt kollektoros fokozat követ, melynek kimenetéről egy feszültségosztón keresztül csatolunk vissza a második tranzisztor bázisára. Az erősítésszabályzás a második tranzisztor bázisa és a föld között lévő negatív visszacsatoló hálózat impedanciájának változtatásával történik. Hátránya ezen megoldásnak az, hogy szabályzás közben változik a visszacsatolt hálózat hurokerősítése, és ennek következtében az amplitúdó-frekvencia karakterisztika, különösen nagy sávszélességű átvitel esetén. Ismeretes még a 2. ábra szerinti megoldás nagyfrekvenciás, szélessávú szabályozható erősítő fokozatokra. Mint az ábrán látható, ez erősítő egyetlen földelt emitteres üzemmódban dolgozó TI tranzisztorból áll. A Dl PIN diódával párhuzamos feszültség, a D2 PIN diódával sorosáram negatív visszacsatolás létesíthető. Az erősítésszabályzás folyamán mindkét negatív visszacsatolás mértékét egyidőben szabályozzák a Dl és D2 PIN diódák ellenütemű vezérlésével. E megoldással szélessávban amplitúdó-frekvencia karakterisztika tartó szabályzás érhető el, azonban nehézséget jelent a diódák együttfutásának biztosítása és további hátrányt jelent a fokozat kis erősítése és kis szabályzási tartománya, valamint a bemenet és kimenet közötti elválasztás alacsony értéke, amely az egyfokozatú felépítésből adódik. Célunk a találmánnyal mikrohullámú berendezésekben alkalmazható szélessávú KF erősítő megvalósítása, melynek erősítése széles tartományban szabályozható. A találmány feladata olyan nagyerősítésű, több fokozatra kiterjedő negatív visszacsatolással stabilizált, széles tartományban szabályozható erősítésű középfrekvenciás (70 MHz) erősítő egység megvalósítása, amelynél a szabályzás folyamán az átviteli paraméterek (amplitúdó-frekvencia karakterisztika, csoportfutási idő stb.) változása minimális, illetve eddig elért értékeknél lényegesen kisebb. A találmány szerinti megoldás lényegét a 3. ábra mutatja. Az A, és A2 erősítőkből, V! és V2 visszacsatoló hálózatokból és közös Vs szabályzó elemből álló szabályozható feszültség erősítésű többfokozatú erősítő kapcsolás egy belső és egy külső visszacsatolási hurokból áll. A belső visszacsatolási hurok az A, erősítőből, ehhez kapcsolt Vj visszacsatoló hálózatból és az A, erősítő bemenete és h földpont közé kapcsolt Vs szabályzó elemből álló Ab visszacsatolt erősítő, a külső visszacsatolási hurok az előbbi AB visszacsatolt erősítőből, ennek kimenetére kapcsolt A2 erősítőből, V2 és ez utóbbihoz csatlakozó visszacsatoló hálózatból és Vs szabályzó elemből épül fel. Az erősítő kapcsolás 3. ábra szerinti vázlatán a a bemenet, f a kimenet, b a szabályzó bemenet. A kapcsolási elrendezés kivitelezése során mind a belső, mind a külső visszacsatolási hurok hurokerősítését elegendően nagyra választva, a visszacsatolt erősítők erősítése a hurokerősítéssel fordítva arányos: av=y (1) ahol A a visszacsatolatlan erősítő, Av a visszacsatolt erősítő, T pedig a hurok erősítése. A belső hurok esetében a hurok erősítése a Vs szabályzó elem értékével egyenesen arányos, így a visszacsatolt belső hurok erősítése a Vs szabályzó elemmel fordítottan arányos: = ~ (2) VS 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ,55 60 2
