PL47128B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy stopnia wzmacniajacego do urzadzen cyfrowych, jaki czesto uzywany jest w elektronice jako uklad podstawowy. Ta¬ ki stopien moze posiadac tylko dwa stany kon¬ cowe „O" lub „L", przy czym stosuje sie w nim tranzystory. Uklad tego rodzaju znajduje zastosowanie na przyklad jako stopien koincy¬ dencyjny albo uklad bramki lub jako wzmac¬ niacz koncowy, na przyklad stopnia kontroli lamp lub przekazników.Odnosnie wysterowania takiego stopnia wzmacniajacego do urzadzen cyfrowych, nale¬ zy sie troszczyc o to, aby przy uwzglednieniu wlasciwego zakresu temperatur i zakresu na¬ piecia baterii oba stany „O" i „L" byly utrz}'- mywane z dostateczna dokladnoscia i stabilnos¬ cia. Stan przepuszczalnosci pradu przez wzmac- •) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest Dietrich Francke. niacz mozna uwazac za stabilny, gdy przy dol¬ nej temperaituirze granicznej i doinym napieciu granicznym baterii jest zapewnione pelne wy¬ sterowania tranzystora az do napiecia odpo¬ wiadajacego dolnemu zekrzywieniu charakte¬ rystyki. Stabilizacja stanu blokady tranzysto¬ ra zastosowanego w ukladzie emiterowym wy¬ maga specjalnego srodka, mianowicie pola¬ ryzacji emitera wzgledem bazy jako wejscia sterowanego potencjalem. Napiecie polaryzacji jest doprowadzane do emitera na przyklad z dzielnika napieciowego.Wielostopniowe uklady wzmacniajace znaj¬ duja zastosowanie gdy za pomoca wartosci zna¬ mionowych nie mozna osiagnac koniecznego wzmocnienia, szczególnie w przypadku wzmoc¬ nienia mocy dla przekazników lub gdy koniecz¬ ne jest odwracanie fazy, lub gdy w ukladzie lancuchowym wielu sprzezonych pradowo stop-ni wzmacniajacych potencjal emitera ma byc zmniejszony ze wzgledu na oszczednosc baterii.Wielostopniowe analogowe uklady wzmac¬ niajace znane sa juz dostatecznie. Dziela sie one na dwie grupy, mianowicie na stopnie wzmacniajace kolektora z odwrócona faza, w ukladzie równoleglym oraz na stopnie wzmac¬ niajace emitera z zgodna faza w ukladzie sze¬ regowym, pod warunkiem, ze tranzystory sa tego samego typu. Oba podstawowe uklady po¬ laczen moga byc zastosowane w ukladach wzmacniajacych do urzadzen cyfrowych, przy czym uwzglednic nalezy specjalne warunki wy¬ mienione wyzej. W szczególnosci nalezy zwró¬ cic uwage na stabilnosc blokady we wszyst¬ kich stopniach, do czego wlasnie sluzy niniej¬ szy wynalazek. Poszczególne stopnie wzmac¬ niajace (w równoleglym ukladzie) musza wy¬ twarzac wraz ze wzrastajaca liczba porzadko¬ wa coraz wyzsze napiecie rx)lan^zujace.CkMV& poszczególny stopien nie moze do nastepnego z kolei stopnia podawac potencjalu sterujacego nizszego w stosunku do potencjalu zerowego baterii, niz to odpowiada napieciu polaryzuja¬ cemu. Napiecia polaryzujace poszczególnych stopni w odniesieniu do potencjalu zerowego, musza byc uporzadkowane w stosunkowo du¬ zych odstepach, a to w celu zapewnienia wy¬ raznych róznic z ' uwzglednieniem tolerancji i odchylen. Pochlania to wieksza czesc napie¬ cia baterii.Korzystniejsze jest tu zastosowanie stopni wzmacniajacych w ukladzie szeregowym, po¬ niewaz konieczne napiecia polaryzujace pow¬ staja na wspólnym dzielniku napiecia. Ponie¬ waz prad emitera w kierunku blokady jest bar¬ dzo maly, wiec nie moga powstac napiecia po¬ laryzujace na stopniach nastepujacych, tak, ze nie wystepuja blokujace prady bazy. Bazy na¬ stepnych stopni moga wiec byc dolaczone do potencjalu zerowego, na przyklad poprzez opor¬ niki. Okazuje sie przy tym, ze polaczone ze so¬ ba wejscia tranzystorów nie pobieraja równo¬ miernie istniejacego napiecia polaryzujacego, lecz jeden ze stopni wskutek stanu nieustalo¬ nego, pobiera dla siebie wieksza czesc napiecia polaryzujacego kosztem innych stopni tak ze pozositale stopnie nie otrzymuja zadnego pra¬ du blokujacego..Aby usunac te wady, czesc dzielnika napie¬ cia lezaca przy potencjale odniesienia, wedlug wynalazku jest wykonana ponownie jako dziel¬ nik napiecia i z tego dzielnika, poprzez opor¬ niki pobierane sa coraz wyzsze napiecia pola¬ ryzujace dla emiterów stopni wejsciowych.Podobna korzyscia jest zastosowanie dwu¬ stopniowego wzmacniacza w ukladzie równo¬ leglym, w którym na skutek odwrócenia fazy tranzystor przewodzacy wlasnie prad, wytwa¬ rza blokujace napiecie polaryzujace dla dru¬ giego tranzystora tak, ze nie potrzeba stoso¬ wac stopniowania, wskutek czego unika sie wiekszych ograniczen napiecia wyjsciowego.Jezeli mamy wiele wzmacniaczy do urza¬ dzen cyfrowych, sprzezonych stalopradowo i polaczonych lancuchowo, na przyklad przez to, ze szereg stopni koincydencyjnych pracuje na inny wspólny stopien koincydencyjny, to polaryzujace napiecie emitera konieczne do blokady, wzrasta stopniowo ze stopnia na sto¬ pien i ogranicza znacznie napiecie wyjsciowe.W celu usuniecia tej wady mozna wedlug wynalazku, opierajac sie na zasadzie dwustop¬ niowego wzmacniacza w ukladzie równoleglym, skonstruowac uklad, który redukuje polaryzu¬ jace napiecie emitera do najmniejszej wartos¬ ci pojedynczych wzmacniaczy, przez to, ze po¬ tencjal sterujacy jest doprowadzany do wejs¬ cia poprzez dzielnik napiecia, a wskutek od¬ wrócenia fazy kazdy z tranzystorów przewo¬ dzacych prad wytwarza blokujace napiecie po¬ laryzujace na wspólnym oporniku emitera, przy czym napiecie to ma kazdorazowo te sa¬ ma wartosc i jest przeznaczone dla drugiego wlasnie zablokowanego tranzystora.Na rysunku fig. 1 przedstawia dwustopnio¬ wy uklad wzmacniajacy do urzadzen cyfro¬ wych w ukladzie emitera, który jest wyposazo¬ ny w tranzystory warstwowe pnp, a fig. 2 — dwustopniowy redukujacy uklad wzmacniaja¬ cy w ukladzie kolektora równiez z tranzysto¬ rami warstwowymi pnp.Wedlug fig. 1 na podstawie chwilowego sta¬ nu przejsciowego zalaczonego na wejsciu relak¬ sacyjnego stopnia sterujacego SKS, stopien wzmacniajacy DVS jest zablokowany, tzn. nie przewodzi pradu, adyz potencjal sterujacy Ue + Ukn jest bardziej dodatni niz napiecie po¬ laryzujace U o stopnia wzmacniajacego DVS.Róznica napiec U0 — Ue, dzialajaca jako bloku¬ jace napiecie polaryzujace rozklada sie równo¬ miernie na opornikach R0 wykonanych jako dzielnik napiecia i zlozonych na przyklad z opor- - 2 -ników Koi, R02, a tyni samym na obszarze „ba- za-emi)ter" n tranzystorów na przyklad Trl, Tr.A polaczonych w znany sposób za pomoca dobra¬ nych w odpowiedni sposób oporników, na przy¬ klad Rb2, wlaczonych miedzy odczepy dzielnika napiecia i odpowiednie wejscia tranzystora.W ten sposób osiaga sie to, ze w stanie blo¬ kady, zerowe prady kolektorów wszystkich ele¬ mentów wzmacniajacych wielostopniowego u- kladu wzmacniajacego tak sa stlumione, ze wplyw zmian temperatury w pracy tranzysto¬ rów, na potencjal na wyjsciu A, jest w duzym stopniu ograniczony.Wedlug fig. 2 na podstawie chwilowego sta¬ niu przejsciowego dolaczonych przez macierz zlozona z diod DM stopni sterujacych, stopien wejsciowy Trl ukladu wzmacniajacego urzadze¬ nia cyfrowego jest zablokowany, tzn. nie prze¬ wodzi pradu, gdyz potencjal sterujacy Ue + Ukn na wejsciu E, zmniejszony przez stosunek dzielnika napiecia p = Rad {Rai + Rkt) jest bar¬ dziej dodatni niz napiecie polaryzujace V0 wzmacniacza, które to napiecie moze posiadac najmniejsza mozliwa wartosc, w zaleznosci, czy stosunek p jest dostatecznie maly. W ten spo¬ sób osiaga sie zmniejszenie napiecia Ue ze stop¬ nia poprzedzajacego na jednakowe lub mniej¬ sze napiecie polaryzacji U0 stopnia nastepuja¬ cego. Jednoczesnie uklad wzmacniajacy zlozo¬ ny ze stopni, równoleglych i sprzezonych pra¬ dem sitailym wedlug fig. 2, moze miec te zalete, ze napiecie blokujace Us jest jednakowo za¬ równo w stanie „O" i „L" lub tylko malo sie rózni tak, ze nie ma prawie zadnych strat w napieciu na wyjsciu. Osiaga sie to w ten sposób, ze tranzystory Trl i Tr2 przewodza prad zaw¬ sze naprzemian to jeden to drugi, a przewodza¬ cy wlasnie tranzystor wytwarza napiecie U0 dla zablokowanego w tym momencie tranzysto¬ ra Tri wzglednie T^ na wspólnej opornosci R0 dolaczonej do emitera. Warunkiem stalosci na¬ piecia U0 jest to, aby przez oba tranzystory Tn i TT2 w stanie przewodzenia plynal zawsze taki sam prad. Jezeli warunek ten nie jest spelniony, na przyklad gdy tranzystor Tr2 za¬ sila stopien mocy, to mozna zastosowac dodat¬ kowy stopien T'rl pracujacy w zgodnosci fa¬ zy ze stopniem wejsciowym T^, przy czym przez oba stopnie Tri razem plynie taki prad jak przez sam stopien mocy T^. W ten sposób osiaga sie to, ze wiele ukladów wzmacniaja¬ cych urzadzen cyfrowych moze byc sprzezonych w jeden uklad lancuchowy, przy czym stopnio¬ wany wzrost napiecia blokujacego U0 emitera nastepujacych po sobie stopni nie koniecz¬ nie ogranicza napiecie wyjsciowe Ub—JJo. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Wielostopniowe uklady wzmacniajace do urzadzen cyfrowych, w których do stabili¬ zacji stanu blokady tranzystora wlaczonego szeregowo przed innym tranzystorem do emitera tego tranzystora jest doprowadzone napiecie polaryzujace, na przyklad przez dzielnik napiecia, znamienne tym, ze czesc dzielnika napiecia jest przylaczona do po¬ tencjalu odniesienia i jest wykonana po¬ nownie, jako dzielnik napiecia, a z tego dzielnika napiecia, przenoszone sa poprzez opornosci, napiecia polaryzujace dla emi¬ terów poprzedzajacych stopni.

2. Wielostopniowe uklady wzmacniajace do urzadzen cyfrowych, które sprzezone pra¬ dem stalym sa polaczone lancuchowo, a w których szereg stopni koincydencyjnych pra¬ cuje na dalszy, wspólny stopien koincyden¬ cyjny, przy czym napiecie polaryzujace emi¬ tera konieczne do blokady nie wzrasta stop¬ niowo ze stopnia na stopien, znamienne tym, ze potencjal sterujacy jest doprowadzony do wejscia poprzez dzielnik napiecia, a na sku¬ tek odwróconej fazy przez tranzystor, ak¬ tualnie przewodzacy prad, wytwarza sie na¬ piecie na wspólnej opornosci dolaczonej do emitera, które to napiecie za kazdym razem tej samej wartosci sluzy do blokady innego blokowanego w tej chwili tranzystora. Insti t utf ii v Regelungstechnik Zastepca: dr Andrzej Au rzecznik patentowyDo opisu patentowego nr 471"tf 3-F i" i ' i ' \ <6i ||M M^L* w„ Figi 578. RSW „Prasa", Kielce. BIELIC PL