194663. lajstromszámú szabadalom • Kis amplitudó ingadozású nagyfrekvenciás erősítő
1 194 663 2 A találmány tárgya kis amplitúdó ingadozású nagyfrekvenciás erősítő, mely a bemenetére adott nagyfrekvenciás jeleket igen széles frekvenciatartományban azonos mértékben erősíti. Nagyfrekvenciás erősítők létrehozására a szükséges sávszélességtől függően több módszer ismeretes. Alkalmaznak keskenysávú hangolt erősítőt, szélessávú hangolt erősítőt, és hangolatlan szélessávú erősitőt. A félvezetőtechnika, a vékonyréteg, vastagréteg, illetve hibrid technológia fejlődésével egyre nagyobb szerephez jutnak a hangolatlan szélessávú erősítők. Ezeket a félvezető gyártók igen nagy sorozatban tudják készíteni, a felhasználók számára pedig széleskörű alkalmazási lehetőséget nyújtanak. Ezek az áramkörök R-C, illetve transzformátoros csatolású erősítőket tartalmaznak. Ez a felépítés biztosítja az igen nagy sávszélességet, a tranzisztorok által okozott erősítés csökkentést pedig visszacsatolással egyenlítik ki. Az ilyen módon kifejlesztett és forgalomba hozott erősítőmodulok sávszélessége több dekád is lehet, ugyanakkor azonban ilyen nagy sávszélesség esetén már az erősítés ingadozása több decibelt elérhet. Ilyen erősítőmodulokat, illetve azok műszaki adatait ismertetik pl. a „TRW RF Semiconductors, 1979, European edition” című kiadványban a 233-236, illetve 241-242. oldalon (CA 2842 és CA 2820), illetve a „Wideband transistors and Wideband hiybrid IC modules” (Philips export B. v. 1983) című katalógusban a 369-374 oldalon (OM 335). Mint ezen közleményekből látható, hogy az amplitúdó ingadozása mind az R-C csatolású áramköröknél, mind a tranzisztoros csatolású áramköröknél fennáll. Egyrészt a sávszéleken az erősítés csökken, másrészt a sávon belül hullámosság tapasztalható. Amennyiben ezen erősítőmodulokat nem a specifikált teljes sávban, hanem annak csak egy kis részében kívánjuk alkalmazni, az erősítés ingadozása lényegesen kisebb, és így az áramkör az ajánlott kapcsolásban működtethető. Amennyiben azonban a teljes sávot, vagy annak jelentős részét kívánjuk kihasználni, az erősítés ingadozás követelményét nem tudjuk szigorúan specifikálni. A találmány elé célul tűztük ki olyan áramkör kialakítását, mely a fenti hátrányokat kiküszöböli, vagy jelentősen csökkenti, és lehetővé teszi olyan nagyfrekvenciás szélessávú erősítő létrehozását, melynek amplitúdó-frekvenciamenet ingadozása minimális. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy ezen integrált erosítőmodulok többkapuként foghatók föl, melyeknek valamennyi kapujáról így a tápfeszültség csatlakozási pontokról is, a kimenet irányába véges erősítése van. Másrészt az is igaz, hogy amennyiben a bemenetet vezéreljük, ezen vezérlés a tápfeszültség csatlakozási ponton is nagyfrekvenciás feszültséget hoz létre, melynek értéke az ott lévő impedanciától függ. Fentiekből következően tehát, pl. méréssel megállapítjuk ezen többkapu paramétereit, valamennyi kaput figyelembe véve meghatározható az a feszültségérték a frekvencia függvényében, melyet a tápfeszültség csatlakozási pontra kell kapcsolnunk ahhoz, hogy az erősítés ingadozása minimális legyen. Miután a paramétereket a bemenet irányából is ismerjük, kiszámítható azon impedancia érték, mely éppen a kívánt feszültséget hozza létre a tápfeszültségcsatlakozási ponton. A kitűzött célt azáltal érjük el, hogy a találmány szerinti nagyfrekvenciás erősítőt az jellemzi, hogy a kompenzáló kétpólus(ok) egyik kapcsa a szélessávú erősítőmodul tápfeszültség csatlakozására és/vagy nagyfrekvenciás kimenetére, másik kapcsa nagyfrekvenciás földpontra van kötve. A találmány egy lehetséges kiviteli alakjánál a kompenzáló kétpólus soros R-L tag és/vagy soros R-C tag és/vagy párhuzamos R-L tag és/vagy párhuzamos R-C tag, illetve ezek párhuzamos vagy soros kapcsolása. Megvalósítható a kompenzáló kétpólus soros vagy párhuzamos rezgőkörrel is. A találmány egy további kiviteli alakjánál a kompenzáló kétpólus változtatható ellenállást és/vagy változtatható induktív elemet és/vagy változtatható kondenzátort tartalmaz. A találmány néhány előnyös kiviteli alakját az alábbi kiviteli példák és a mellékelt ábrák alapján ismertetjük részletesen, ahol az 1. ábra a találmány szerinti nagyfrekvenciás erősítő egy lehetséges kiviteli alakjának tömbvázlatát mutatja, a 2. ábra a kompenzáló kétpólus négy lehetséges megvalósítását, a 3. ábra a kompenzáló kétpólusú további két lehetséges megvalósítását mutatja, a 4. ábrán egy a gyakorlatban megvalósított találmány szerinti nagyfrekvenciás erősítő részletesebb rajza látható. Az 1. ábrán a felerősítendő jel bemenet az 1 szélessávú erősítőmodul 11 nagyfrekvenciás bemenetére van kapcsolva. A tápfeszültség a 13 tápfeszültség csatlakozásokra van kötve, és a 12 nagyfrekvenciás kimeneten a felerősített jel kimenet van. A 2 kompenzáló kétpólusok a 13 tápfeszültség csatlakozásokra, illetve a 12 nagyfeszültséás kimenetre csatlakoznak. Az áramkör működése a következő: az ábrázolt elrendezésnél olyan módon jön létre a kívánt hatás, hogy a 11 nagyfrekvenciás bemenetre jutó jel az erősítőn áthaladva nem csak a 12 nagyfrekvenciás kimeneten jelenik meg felerősödve, hanem - mivel az egyes fokozatok árama a vezérles ütemében változik - a 13 tápfeszültség csatlakozáson is, és a megjelenő feszültség értéke a 2 kompenzáló kétpólus impedanciájától függ-Ez a feszültség az 1 szélessávú erősítőmodulra,jellemző erősítési tényezővel megszorozva a 12 nagyfrekvenciás kimeneten is megjelenik és ott a 11 nagyfrekvenciás bemenetről származó jelhez hozzáadódik. A 2 kompenzáló kétpólusok impedanciájának frekvenciamenetét alkalmasan megválasztva az ily módon összeadódott két jel eredőben minimális ingadozású lehet. A 2. ábrán látható 2 kompenzáló kétpólus kiviteli alakok (soros R-L tag, soros R-C tag, párhuzamos R-L tag, párhuzamos R-C tag) abban az esetben alkalmazhatók, ha az átviendő frekvenciasáv egyik vagy másik szélén lévő erősítés csökkenést kell kompenzálni. A 2 kompenzáló kétpólusúak a 3. ábrán látható kiviteli alakjaival a teljes átviteli frekvenciasáv egyegy résztartományában megjelenő kiemelést vagy beszívást lehet megszüntetni. A soros vagy párhuzamos rezgőkörök jósági tényezőjét a korrigálandó résztartomány szélessége alapján kell meghatározni. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
