Pierwszenstwo: (P 104 $79) Opublikowano: 3. I. 1966 50290 KI.MKP UKD 21a2, 18/02 Urzedu Palsnlov?sgo mimu teez|g,'-r-T ¦' i 'iW8l Twórca wynalazku: mgr inz. Jacek Korytkowski Wlasciciel patentu: Instytut Elektrotechniki, Warszawa (Polska) Wzmacniacz magnetyczno-tranzystorowy o duzym wzmocnie¬ niu mocy i malym poziomie szumów wlasnych Przedmiotem wynalazku jest wzmacniacz mag- netyczno-tranzystorowy o duzym wzmocnieniu mocy i malym poziomie szumów wlasnych, który umozli¬ wia wzmacnianie sygnalów pradu stalego o bar¬ dzo malej mocy przy duzym wspólczynniku wzmoc¬ nienia rzedu 5«105 W/W, przy czym zachowany jest niski poziom szumów wlasnych ok. 10-11 W, oraz zapewnione jest oddzielenie galwaniczne obwodu wejsciowego od wyjsciowego. Opornosc wejsciowa wzmacniacza moze wynosic od kilku miliomów do kilku megcmów przy odpowiednim doborze para¬ metrów uzwojenia i po odpowiednim zastosowaniu elektrycznego ujemnego sprzezenia* zwrotnego.Wzmacniacz ten stanowic moze czlon wstepny dla wielu ukladów wzmacniajacych pradu stalego sto¬ sowanych w aparaturze automatyki przemyslowej i miernictwie elektrycznym.W spotykanych dotychczas równowaznych roz-* wiazaniach technicznych stosuje sie wzmacniacze magnetyczne dwu lub trójkaskadowe o kilkakrot¬ nie wiekszym zuzyciu kosztcfwnego materialu mag¬ netycznego, o znacznie wiekszych gabarytach i znaczniejszym skcmplikowaniu schematu pogar¬ szajacym niezawodnosc pracy urzadzenia. Stosowa¬ ne dotychczas uklady magnetyczno-tranzystorowe nie zapewniaja dostatecznej stabilnosci zera wzmacniacza i dostatecznie niskiego poziomu szu¬ mów.Wzmacniacz magnetyczno-tranzystorowy wedlug wynalazku nie posiada tych wad. Zawiera on 15 30 transduktor parzystych harmonicznych, którego wyjscie jest bezposrednio polaczone z tranzystoro¬ wym dyskryminatorem, w którym tranzystory pra¬ cuja w ukladzie ze wspólna baza tworzac dyskry- minator amplitudy, zapewniajacy niski poziom szumów wlasnych i duza stabilnosc zera. Dyskry- minator amplitudy wystepowac moze w ukladzie róznicowym lub nieróznicowym.Ten ostatni stosuje sie wówczas jezeli nie jest wymagany szczególnie niski poziom szumów wlas¬ nych. Przy stosowaniu w dyskryminatorze ampli¬ tudy tranzystorów germanowych szczególnie ko¬ rzystnym jest wlaczenie w szereg z wejsciem kaz¬ dego tranzystora diody, która ustala dla obwodu wyrazny próg napieciowy rozpoczecia przewodze¬ nia niezbedny dla prawidlowej pracy dyskrymina- tora.Na fig. 1 przedstawiony jest schemat ogólny wzmacniacza magnetyczno-tranzystorowego, na fig.2 schemat róznicowego dyskryminatora amplitudy z dwoma tranzystorami typu pnp i jednym kon¬ densatorem wyjsciowym, na fig. 3 schemat rózni¬ cowego dyskryminatora z para tranzystorów typu pnp i npn i jednym kondensatorem wyjsciowym, na fig. 4 schemat róznicowego dyskryminatora z dwoma tranzystorami typu pnp i dwoma konden¬ satorami wyjsciowymi, na fig. 5 schemat róznicowe¬ go dyskryminatora z para tranzystorów pnp i npn i dwoma kondensatorami wyjsciowymi, a na fig. 6 5029050290 przedstawiony jest schemat nieróznicowego dys- kryminatora amplitudy.Wzmacniacz magnetyczno-tranzystorowy podany na fig. 1 zawiera wstepny czlon transduktora T pracujacego z wykorzystaniem parzystych harmo¬ nicznych i drugi czlon — tranzystorowy dyskrymi- nator amplitudy D.Transduktor parzystych harmonicznych wzmac¬ niacza magnetyczno-tranzystorowego (fig. 1) sklada sie z uzwojen zasilajacych 1, uzwojen wyjsciowych 2 uzwojen sterujacych 3 do których szeregowo wlaczona jest odpowiednia impedancja 4 oraz rdze¬ nia z materialu magnetycznego charakteryzujacego sie duza nieliniowoscia charakterystyki magneso¬ wania.Transduktor zasilany jest ze zródla napiecia zmiennego 5 i zawiera w obwodzie zasilania im- pedancje 6 ograniczajaca prad po nasyceniu sie obydwu rdzeni oraz opornik 7 wprowadzajacy optymalne rozsymetrowanie rdzeni, zawiera takze kondensator 8 pozornie obnizajacy opornosc wew¬ netrzna zródla zasilajacego w roboczym cyklu pracy transduktora. Scisle wspólpracujacy z transdukto- rem tranzystorowy dyskryminator amplitudy moze byc wykonany w ukladzie podwójnym róznicowym (fig. 2, 3, 4, 5) lub pojedynczym (fig. 6). W obydwu przypadkach zawiera on dwa lub jeden tranzystor 10 z diodami 9 lub bez tych diod. Dyskryminator taki charakteryzuje sie tym, ze przewodzenie przy malej opornosci dynamicznej zaczyna sie po prze¬ kroczeniu pewnej niepomijalnej wartosci napiecia (np. dla diody krzemowej i tranzystora germano¬ wego ok. 0,8 V, dla samego tranzystora krzemowe-, go ok. 0,6 V).Tranzystory moga byc typu pnp lub npn, pracuja one w ukladzie ze wspólna baza zapewniajac staly wspólczynnik wzmocnienia pradowego oraz mala opornosc wejsciowa. Uklad tranzystorów zasilany jest z pojedynczego lub podwójnego zródla napiecia stalego 11.W rozwiazaniach dyskryminatora zawierajacych jedno zródlo zasilania nalezy stosowac dwa kon¬ densatory 12 a w rozwiazaniach dyskryminatora zawierajacych dwa zródla zasilania nalezy stosowac jeden kondensator 12 z którego zbierana jest róz¬ nica sygnalów dwu tranzystorów. Sygnal wyjscio¬ wy, którego energia w trakcie kazdego cyklu robo¬ czego magazynowana jest na kondensatorze poja¬ wia sie na opornosci obciazenia 13 która moze byc opornosc wejsciowa dalej zastosowanego filtru, opornosc wejsciowa drugiej kaskady wzmacniacza i. t. p.Zasada dzialania wzmacniacza magnetyczno-tran¬ zystorowego wedlug wynalazku polega na tym, ze jezeli w uzwojeniach sterujacych 3 pojawi sie sygnal pradu stalego to na uzwojeniach wyjscio¬ wych 2 oprócz skladowej zawierajacej nieparzyste harmoniczne powstanie druga skladowa niesyme¬ tryczna z parzystymi harmonicznymi; Dzieki 5 charakterystyce obwodów wejsciowych dyskrymi¬ natora, zawierajacej wyrazny napieciowy próg przewodzenia spowodowany obecnoscia tranzystora 10 lub diody 9 nastepuje wydzielenie na wyjsciu dyskryminatora sygnalu zaleznego od pradu ste- 10 rujacego.Istota wynalazku jest zastosowanie w obwodzie dyskryminatora tranzystorów 10 pracujacych w ukladzie ze wspólna baza, co zapewnia przy od- 15 powiednim doborze ich parametrów duza stalosc (rzedu 0,1%) wspólczynnika wzmocnienia pradowe¬ go tylko nieznacznie zmniejszonego od jednosci, oraz mala opornosc wejsciowa. Dzieki temu tranzy¬ story w dyskryminatorze pomimo wielokrotnego 20 wzmocnienia mocy (ok. 103) pradowych sygnalów wejsciowych nie znieksztalcaja ich wartosci. Jest to istotna cecha dla pracy dyskryminatora, który musi wyróznic bardzo mala zmiane sygnalów pra¬ dowych obydwu tranzystorów przy znacznej ich 25 wartosci poczatkowej wystepujacej juz przy braku wysterowania wzmacniacza.Zastosowanie ukladu róznicowego tranzystorów eliminuje z sygnalu wyjsciowego znaczna czesc so szumów powstajacych w obwodach wzmacniacza.Wlaczenie szeregowo z wejsciem tranzystora 10 diody 9 o napieciowym progu rozpoczecia przewo¬ dzenia i malej opornosci dynamicznej (np. diody krzemowej) wplywa na wyrazne polepszenie wspól- 35 pracy dyskryminatora z transduktorem. PL