PL52281B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 3.1.1967 52281 KI. 21 a*, 36/14 MKP JL4«Ls UKD HI FU IOT1K lOTIKAj Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Tadeusz Bartkowski, dr inz. Marian Zientalski, mgr inz. Ryszard Krajewski Wlasciciel patentu: Politechnika Gdanska Katedra Teletransmisji, Gdansk (Polska) Uklad tranzystorowo-termistorowego wzmacniacza regulowanego o duzym zakresie regulacji wzmocnienia, dla teletransmisyjnych sy¬ stemów wielokrotnych Przedmiotem wynalazku jest uklad tranzysto¬ rowo-termistorowego wzmacniacza regulowanego o duzym zakresie regulacji wzmocnienia do auto¬ matycznej regulacji poziomu (regulacja plaska) w systemach wielokrotnych pracujacych na to¬ rach kablowych, telekomunikacyjnych liniach na¬ powietrznych i liniach energetycznych.Istnieje kilka koncepcji umozliwiajacych reali¬ zacje bezstykowych ukladów automatycznej regu¬ lacji poziomu o wymaganym duzym (kilkunepero- wym) zakresie regulacji. W przypadku ukladów tranzystorowych, realizuje sie wzmacniacze regu¬ lowane o bezposredniej zmianie wzmocnienia, wzmacniacze regulowane z tranzystorem w petli ujemnego sprzezenia zwrotnego oraz wzmacniacze tranzystorowo-termistorowe.Koncepcja wzmacniacza regulowanego o bezpo¬ sredniej zmianie wzmocnienia opiera sie na zmia¬ nie wzmocnienia pojedynczego stopnia, uzyskiwa¬ nej poprzez zmiane punktu pracy tranzystora, która to zmiane dokonuje sie za pomoca napiecia (pradu) regulacyjnego. Zakres zmian punktu pracy do¬ konuje sie w ten sposób, azeby parametry tran¬ zystora zmienialy sie w szerokim zakresie, co pozwala uzyskiwac wymagana duza zmiane wzmocnienia. Przy wymaganych duzych zakresach regulacji, wzmacniacz musi pracowac z malymi pradami bazy (rzedu mikroamperów), co ogranicza maksymalny poziom wejsciowy wzmacniacza, zmniejsza odstep minimalnego poziomu wzmacnia¬ lo 15 20 25 30 nego od poziomu szumów, wykazuje silna zalez¬ nosc charakterystyki czestotliwosciowej wzmocnie¬ nia od pradu sterujacego oraz powoduje wzrost znieksztalcen nielinearnych i zawezenie zakresu regulacji przy wzroscie temperatury.Wady te mozna czesciowo ograniczyc przy reali¬ zacji wzmacniacza regulowanego z tranzystorem w petli ujemnego sprzezenia zwrotnego. W kon¬ cepcji tej regulacje wzmocnienia uzyskano dzieki zmianie wielkosci ujemnego sprzezenia zwrotnego w obwodzie emitera. Wielkosc ujemnego sprzeze¬ nia zwrotnego moze byc okreslona np. przez opor¬ nosc wyjsciowa wtórnika emiterowego, która zmienia sie przy zmianie napiecia regulacyjnego (pradu pilota) sterujacego baze wtórnika. Uklad ten posiada korzystniejsze, niz wzmacniacz o bez¬ posredniej zmianie wzmocnienia, charakterystyki czestotliwosciowe, ale równiez zakres regulacji i wielkosc znieksztalcen nielinearnych zaleza silnie od temperatury. Korzystniejsze charakterystyki temperaturowe uzyskuje sie przy zastosowaniu, w petli ujemnego sprzezenia zwrotnego, termi- stora posrednio zarzonego.Zmiane opornosci termistora uzyskuje sie przy zmianie pradu pilota, który po wzmocnieniu za¬ sila obwód grzejny termistora. Realizowany za¬ kres regulacji zalezy równiez od stosunku zmian opornosci termistora, uzyskiwanej dla minimalnego i maksymalnego wykorzystywanego pradu termi¬ stora. Dla wykorzystywanych stosunków opor- 5228152281 nosci termistorów (srednio 50) zakres regulacji uzyskiwany na jednym stopniu wzmacniacza nie przekracza 4 N i ulega zawezeniu w temp. + 50° C do ok. 2,5 N.Celem wynalazku jest opracowanie prostego ukladu bezstykowej regulacji wzmocnienia, o du¬ zym (przekraczajacym 6 N), zakresie regulacji, pracujacego poprawnie w zakresie temperatur do + 50° C, przystosowanego do zastosowania w tele¬ komunikacyjnych liniach napowietrznych i liniach energetycznych.Cel ten zostal osiagniety przez jednoczesna zmiane ujemnego sprzezenia zwrotnego oraz oporu obciazenia wzmacniacza tranzystorowego, pracu¬ jacego w ukladzie o wspólnym emiterze, uzyski¬ wana za pomoca dwóch termistorów posrednio zarzonych, podgrzewanych przeciwnie (jezeli w jednym prad zmienia sie w zakresie od 0 do Imax, to w drugim zmienia sie od Imax do 0). Równo¬ czesna zmiana oporu obciazenia i sprzezenia zwrot¬ nego, umozliwia zmiane wzmocnienia w bardzo szerokim zakresie. Rozwiazanie to zmniejsza wy¬ magana ilosc stopni wzmacniaczy regulowanych dla ukladów o duzym zakresie regulacji, umozli¬ wia daleko posunieta miniaturyzacje, zastosowanie w szerokim zakresie temperatur (od 0 do + 50° C) oraz wzajemna kompensacje wplywu temperatury na prace termistorów.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przy¬ kladzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat regulowa¬ nego wzmacniacza tranzystorowo-termistorowego, a fig. 2 przedstawia charakterystyke temperatu¬ rowa regulacji.Zasada dzialania ukladu jest nastepujaca: opor¬ nosc obciazenia Rk tranzystora Tr oraz opornosc sprzezenia zwrotnego Re sa zbocznikowane termi- storami Tx i T2 posrednio grzanymi. Prady grzejne zmieniaja sie w sposób przeciwsobny, tzn., ze jezeli prad grzejny termistora Tx wzrasta o war¬ tosc A Ij, to jednoczesnie prad grzejny termistora T2 maleje o taka sama wartosc, czyli przyrost pradu grzejnego AI2 termistora T2 jest równy przyrostowi pradu grzejnego A Ix termistora Tx z przeciwnym znakiem. Zwiazek pomiedzy przy¬ rostami pradów grzejnych obu termistorów okresla równanie (1): A I2 = — A Ii. (1) Calkowite zakresy zmian pradów grzejnych obu termistorów sa jednakowe, tzn., ze jezeli prad grzejny termistora Tx wzrasta np. od Imin do Imax, to jednoczesnie prad grzejny termistora T2 maleje od Imax do Imin. Sterowanie przeciwne termisto¬ rów powoduje malenie opornosci termistora Ti ze wzrostem pradu Ix oraz jednoczesny wzrost opor¬ nosci termistora T2 z maleniem pradu grzejnego I2.Ze wzmacniaczem regulowanym wspólpracuje uklad sterowania termistorów w postaci przeciw- sobnego wzmacniacza pradu stalego, który jest stopniem koncowym odbiornika pilota. Wymagany 15 35 50 55 zakres zmian pradów grzejnych It j I2 termi¬ storów posrednio grzanych Tx i T2 wynosi od 3 mA do 15 mA. Wzmocnienie napieciowe tran¬ zystora Trwynosi: Gu = •RL hn + Rz (1 + h21), (2) io gdzie hn i h21 sa parametrami macierzy h tran¬ zystora. Zakladajac hn < Rz (1 + h2i) oraz h21 1 (warunki te sa na ogól zawsze spelnione) otrzy¬ muje sie: Gu = Rz (3) gdzie: RL jest wypadkowa opornoscia obciazenia 20 wynoszaca: Rl = Rk " Rti Rk -\- Rti (4) zas Rz jest wypadkowa opornoscia sprzezenia zwrotnego wynoszaca: Rz = Re * Rt2 Re + Rt2 (5) gdzie Rti i Rt2 sa opornosciami odpowiednio ter¬ mistorów Tx i T2.Zasada regulacji wynika bezposrednio ze wzoru na wzmocnienie: np. gdy maleje prad grzejny Ii termistora Tx — wzrasta jego opornosc, a zatem rosnie wypadkowa opornosc w obwodzie kolek- ^ tora RL. Jednoczesnie prad grzejny termistora T? rosnie, co powoduje malenie opornosci termi¬ stora T2, wiec maleje wypadkowa opornosc sprze¬ zenia zwrotnego Rz. Wzrost opornosci obciazenia RL oraz jednoczesne malenie opornosci ujemnego sprzezenia zwrotnego powoduje duza zmiane wzmocnienia. Termistory oddzielono galwanicznie za pomoca pojemnosci C2 i C3 od obwodów za¬ silania tranzystora. Dzieki temu uzyskano staly punkt pracy termistorów oraz oddzielono skladowa stala przeplywajaca przez termistory. Skladowa stala pradu powodowalaby ograniczenie maksy¬ malnej wartosci opornosci termistora, a zatem i zakresu regulacji. Opisane uklady moga byc realizowane na tranzystorach p-n-p jak równiez n-p-n oraz laczone kaskadowo, co zwieksza zakres regulacji wzmocnienia- Na fig. 2 przedstawiono charakterystyke regulacyjna K = f (Ij) uzyskana dla wykonanego modelu wzmacniacza regulowa¬ nego. 60 Jednoczesna zmiana opornosci sprzezenia zwrot¬ nego i obciazenia tranzystora za pomoca dwóch termistorów o przeciwnej zmianie opornosci, wykazuje stosunkowo duza stalosc wzmocnienia przy zmianie temperatur oraz duzy zakres regu- 65 lacji wzmocnienia wynoszacy okolo 7N.52281 PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe Uklad tranzystorowo-termistorowego wzmac¬ niacza regulowanego o duzym zakresie regulacji wzmocnienia dla teletransmisyjnych systemów wielokrotnych znamienny tym, ze sklada sie z dwóch termistorów posrednio-zarzonych (Ti) i (T2), Przy czym jeden termistor (Tj) bocznikuje opornik emitera (Re), zas drugi termistor (T2) 6 bocznikuje opornik kolektora (Rk) tranzystora (Tr).

2. Uklad wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze ter- 5 mistory (Tj) i (T2) sa sterowane pradami (IJ i (I2) bedacymi w przeciwfazie.

3. Uklad wedlug zastrz. 1 i 2 znamienny tym, ze termistory (Ti) i (T2) sa galwanicznie oddzielone za pomoca kondensatorów (C2) i (C3) 10 od obwodu pradu stalego tranzystora (Tr). » t—•- a"o zasilania (-) t/ejscie wyjscie do zasilania (+) htq lKI. 21 a2,36/14 52281 MKP H 04 m ""-'i 3l -2 1 -3 -5- -6 ^234567 9 10 H f£ 0 14 iS J^m/l] ¦' Zf/i°Q nf, dl^'crKK **,. „Prasa" Wr. Zam. 7257/66. Naklad 300 egz. PL