202686. lajstromszámú szabadalom • Alacsonyfrekvenciás generátor
1 HU 202686 B 2 illetve az N3 és N4 nyomógomb mechanikus kialakításuk révén egyidejűleg működtethető - az R5 illetve R7 vagy az R6 illetve R8 ellenállás is párhuzamosan kapcsolódik az R3 illetve R4 ellenállással. A 2. ábrán látható, hogy a 3 vezérlőkör integrátor kapcsolású IC4 műveleti erősítőt tartalmaz, amelynek nemivertáló bemenete testpotenciálra van kötve, kimenete C3 kondenzátoron át invertáló bemenetére van visszavezetve, amelyre egy-egy soros R9 ellenállás Dl dióddá, RIO ellenállás D2 dióda Rll ellenállás D3 diódatag összekapcsolásban is csatlakozik. Az R9 ellenállás alkotja a 3 vezérlőkör 3d referenciabemenetét, amely jelen példában tápfeszültségre R18 ellenálláson át csatlakozó ZD Zénerdiódát és ezek közöspontjára kapcsolt Pl potenciométert tartalmazó 5 referenciafokozat kimenetére, azaz a Pl potenciométerre csatlakozik. Az RIO ellenállás az IC3 műveleti erősítő kimenetére, az Rll ellenállás pedig az IC2 műveleti erősítő kimenetére van kapcsolva. A Dl dióda anódja és a D2, D3 diódák katódja egymással közösítve van. Az IC4 műveleti erősítő kimenete alkotja a 3 vezérlőkör 3c kimenetét, amely a 4 vezérelt szabályozókor 4c vezérlőbemenetére kapcsolódik. A 4 vezérelt szabályozókor 4 c vezérlőbemenetére R12, R13 ellenállásokból álló feszültségosztó csatlakozik, amelynek kimenetére testpotenciálra kötött emitterű TI szabályozótranzisztor bázisa van csatlakoztatva. A 4 vezérelt szabályozókör 4a, 4b jelbemeneteire további feszültségosztó egyegy ága kapcsolódik, ahol az egyik ág felső tagját a 4b jelbemenetre kapcsolódó RÍ4 ellenállás alkotja, és az adott ág alsó tágját képezi a TI szabályozótranzisztor. A feszültségosztó másik ágának felső tagját a 4a jelbemenetre kapcsolódó R15 ellenállás alkotja, míg az adott ág alsó tagját a TI szabályozótranzisztor szórásait kiküszöbölni hivatott P2 trimmer potenciométer képezi, amelynek másik kivezetése ugyancsak testpotenciálra van kötve. Az R14 ellenállás és a TI szabályozótranzisztor közösített pontjára, illetve az R15 ellenállás és a P2 trimmer potenciométer közösített pontjára egy- egy RÍ6, R17 ellenállás van rákötve. Az azonos értékű R16 és R17 ellenállások másik vége közösítetten alkotja a 4 vezérelt szabályozókor 4d kimenetét és van visszavezetve az IC1 műveleti erősítő neminvertáló bemenetére. Az ismertetett alacsonyfrekvenciás generátor a következőképpen működik: Ha az IC1 műveleti erősítő nemivertáló bemenetét is földpontenciálra kapcsolnánk, az áramkör tulajdonképpen egy ideális veszteségmentes LC rezgőkörrel azonos módon viselkedik. Ez azt jelenti, hogy rezgésbe hozva és magára hagyva elvileg végtelen ideig változatlan amplitúdóval rezeg tovább a rezonanciafrekvencián. Ez természetesen csak abban az esetben áll fenn, ha az áramkör minden eleme, különösen az aktív erősítő elemek ideálisak és veszteségmentesek. Különösen magasabb frekvenciákon az erősítők fázishibája miatt a rezgés 30-60 periódus alatt lecseng, ami még mindig igen nagy jósági tényezőt jelent, és stabil amplitúdó fenntartása is rendkívül csekély beavatkozást igényel. Az alapáramkör másik kedvező tulajdonsága, hogy a passzív alkatrészek értékére illetve értékforrására teljes érzéketlen. A kialakuló rezonanciaffekvencia értékét az R„ Rb ellenállások és a Ci, C2 kondenzátorok, azaz hangoló ellenpárok értékének mértani közepe határozza meg. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy az R, és Rt ellenállásokat kettős potenciométerrel helyettesítve elvileg tetszőleges frekvenciatartományban folyamatosan hangolható oszcillátort nyerünk. A szabályozókömek csak az IC1, IC2, IC3 műveleti erősítők - és esetleg a Cl, C2 kondenzátorok - nem ideális voltából adódó veszteségeket kell kiegyenlítenie, ez predig nem függ az együttfutási hibától. Ha a szabályozófeszültséget az ismert megoldásokhoz hasonlóan az IC1 műveleti erősítő invertáló bemenetére kapcsolt további ellenálláson keresztül vezetjük be, akkor annak az ellenállásnak hangolás esetén együtt kellene változnia az R, és Rb ellenállásokkal. Ellenkező esetben ugyanis csak szűk frekvenciatartományban lenne a szabályozás megfelelő, ezenkívül vagy túlszabályozás következne be, ami lebegést okoz, vagy az elégtelen szabályozás miatt a rezgés leáll. Ez ugyan kiküszöbölhető lenne a 4 vezérelt szabályozókor időállandójának változtatásával, de akkor ott lenne szükség a harmadik, R, és Rb ellenállással együttfutó ellenállásra. A fenti probléma találmány szerinti kiküszöbölése szerint szabályozó feszültséget tehát az IC1 műveleti erősítő nemivertáló bemenetére kell vezetni. így az áramkör szabályozás szempontjából jó közelítéssel úgy viselkedik, mintha a fent vázolt módon lenne a szabályozófeszültség bevezetve. Torzítás szempontjából ez a megoldás előnyösebb, mert a szabályozófeszültség torzításokozó felharmonikusait a kapcsolás nagyobb mértékben csillapítja. A 3 vezérlőkör IC4 műveleti erősítővel kivitelezett itegrátoros átlagérték egyenirányító, amelynek előnye a csúcsegyenirányítóval szemben, hogy a keletkező egyenfeszültség hullámossága kisebb. Ezt tovább csökkenti a kétutas egyenirányítás. Ez a 3 vezérlőkör kimenetén megjelenő vezérlőfeszültség hullámosságát csökkenti, ami fontos tényező az alacsony torzítás érdekében. A 3 vezérlőkör a 3d referenciabemenetére vezetett referenciafeszültséggel hasonlítja össze az átlagérték egyenirányításból nyert feszültséget és ennek megfelelően változtatja 3c kimenetén a vezérlőfeszültséget. A 3 vezérlőkör Pl potenciométerével szükség esetén a referenciafeszültség és az egyéb passzív elemek szórását lehet kiegyenlíteni. A 4 vezérelt szabályozókor két egyforma feszültségosztó ága leosztja a 4a és 4b jelbemenetére vezetett jelfeszültségeket és összegzi azokat. Ha a két feszültségleosztás azonos, az összegzés eredménye nulla szabályozófeszültséget ad ki. Az egyik feszültségosztó tag TI szabályozótranzisztorát vezérli a 3 vezérlőkör kimenő vezérlőfeszültsége, és ennek hatására a 4 vezérelt szabályozókör kimenő szabályozófeszültsége mindig úgy áll be, hogy a rezgés amplitúdója a referenciafeszültség által meghatározott szinten stabilizálódjon. A találmány szerinti alacsonyfrekvenciás generátor igen jól kielégíti a bevezetőben említett, egymásnak részben ellentmondó követelményeket. Kevés és olcsó alkatrészből felépíthető, érzéketlen a hangolóelemek együttfutására, ezért ellenállásváltoztással, akár együttfutó kettős potenciométerrel, akár iker nyomógomokkal a teljes hangfrekvenciás sávban hangolható. Beállási ideje egy másodperc alatt van, ezért gyors ellenőrző mérésekre alkalmas. Szintstabilitása gyakorlatilag azonos a referenciafeszültség stabilitásával, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
