PL65659B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.IX.1972 65659 KI. 21a2,18/05 MKP H03f 3/10 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Andrzej Urbanik, Jan Raubiszko, Edward Li¬ sowski Wlasciciel patentu: Przemyslowy Instytut Automatyki i Pomiarów, Wroclaw (Polska) Uklad wzmacniacza sygnalów malej czestotliwosci o sprzezeniu stalopradowym Przedmiotem wynalazku jest uklad wzmacniacza sygnalów malej czestotliwosci o sprzezeniu stalo¬ pradowym, szczególnie przydatnego do wspólpracy z przetwornikami na których wyjsciu oprócz syg¬ nalu uzytecznego wystepuje skladowa stala na¬ piecia zmieniajaca sie w szerokim zakresie.Znane wzmacniacze szerokopasmowe, zarówno o sprzezeniu stalopradowym jak i o sprzezeniu po¬ jemnosciowym, nie nadaja sie do wzmacniania na¬ piec zmiennych malej czestotliw DSci, których zmia¬ ny skladowej stalej przekraczaja amplitude sygnalu zmiennego. Zmiany bowiem skladowej stalej na¬ piecia wejsciowego powoduja przesterowanie wzmacniaczy w których zastosowano sprzezenie stalopradowe, w przypadku zas wzmacniaczy o sprzezeniu pojemnosciowym wystepuja dlugotrwale stany nieustalone, tym dluzsze im mniejsza jest czestotliwosc graniczna danego wzmacniacza.Istnieje szereg czujników i przetworników na których wyjsciu oprócz sygnaku uzytecznego wy¬ stepuje skladowa stala napiecia zmieniajaca sie w szerokim zakresie. Sa to przetworniki, na przy¬ klad fotoelektryczne, stosowane w procesach pro¬ dukcyjnych, automatyce, w kontroli. Wspólpraca wymienionych wzmacniaczy z takimi przetwornika¬ mi jest z omówionych przyczyn utrudniona.Celem wynalazku jest opracowanie wzmacniacza niskich czestotliwosci, umozliwiajacego latwe wy¬ korzystywanie takich przetworników. 15 20 25 30 Zgodnie z wynalazkiem wzmacniacz ma na wej¬ sciu symetryczny stopien zlozony z dwóch tranzy¬ storów ze wspólna rezystancja emiterowa przy czym baza jednego z tranzystorów stanowi wejscie ukla¬ du. Obwód stabilizujacy wzmacniacza stanowia dioda Zenera polaryzowana przez rezystor oraz tranzystor, którego baza polaczona jest z ta dioda, emiter polaczony z wyjsciem wzmacniacza a ko¬ lektor podlaczony jest do bazy drugiego tranzysto¬ ra jtopnia wejsciowego poprzez filtr RC, w którym wlaczony jest element nieliniowy, najkorzystniej warystor badz przeciwsobnie polaczone dwie diody Zenera.Takie rozwiazanie ukladu umozliwilo uzyskanie niskiej czestotliwosci granicznej wynoszace okolo 0,3 Hz oraz znaczne skrócenie czasu ustalania sie parametrów wzmacniacza niz to wynika z jego dol¬ nej czestotliwosci granicznej.Uzyskano to dzieki zastosowaniu duzej stalej cza¬ sowej elementów filtru RC. Zwieranie opornika filtru elementem nieliniowym umozliwilo skrócenie stalej czasowej filtru w czasie trwania stanów przejsciowych Dalo to efekt w postaci okolo 5- -krotnego zmalenia okresu ustalania sie paramet¬ rów wzmacniacza i praktycznie wynosi ponizej 3 sekund. Stalopradowe sprzezenie wzmacniacza z odbiornikiem jest mozliwe dzieki zastosowaniu obwodu stabilizujacego punkt pracy tranzystora wyjsciowego. 65 65965 3 Wynalazek jest blizej objasniony na przykladzie wykonania zalaczonym na rysunku, który przedsta¬ wia uklad wzmacniacza o sprzezeniu bezposrednim, z glebokim ujemnym sprzezeniem zwrotnym dla pradu stalego, zawierajacym obwód porównania skladowej stalej napiecia wzmacnianego z napie¬ ciem odniesienia.Zródlo sygnalu przylacza sie stalopradowo do zacisków wejsciowych A i B. Wzmacnianie sygnalu uzytecznego realizowane jest przy pomocy przykla¬ dowo trzech tranzystorów Ti, Ts, T< stanowiacych wzmacniacz W o sprzezeniu bezposrednim.W petli ujemnego sprzezenia zwrotnego zastoso¬ wano dwa dodatkowe tranzystory Ta i Ts, które stabilizuja skladowa stala napiecia wyjsciowego.Filtr dolnoprzepustowy zlozony jest z elementów Ci, Ca, Rs, Di, Di, R4. Parametry tego filtru decy¬ duja o dolnej czestotliwosci granicznej i czasie zani¬ kania stanów nieustalonych wzmacniacza po zmia¬ nie skladowej stalej napiecia wejsciowego. Celem skrócenia czasu ustalania sie nominalnych paramet¬ rów ukladu zastosowano w filtrze element nielinio¬ wy. W przykladzie wykonania wynalazku sa to dwie diody Zenera Di i Dt polaczone przeciwsob- nie równolegle do rezystora Rs.Dzialanie ukladu w liniowych warunkach pracy przy wzmacniarihi mMych sygnalów bez znieksztal¬ cen jest nastepujace.Po zmianie skladowej stalej napiecia wejsciowe¬ go np. z 6V na 8V, nastepuje zmniejszenie pradu kolektora tranzystora Ti i odpowiednio tranzysto¬ ra Ti, wysterowanie zas tranzystora T4 zmalalo po¬ wodujac poglebienie ujemnego napiecia na emiterzc tegoz tranzystora. Spowodowalo to odciecie tran¬ zystora T§. W tym czasie; poprzez rezystory R7 i R4 sa ladowane kondensatory Ci i Cs przy czym kon¬ densator Ci jest ladowany z mniejsza stala czasu niz to wynika z wartosci Ci R», gdyz od momentu wystapienia spadku napiecia na rezystorze Rj wiek¬ szego niz 4V (jest to napiecie progowe nieliniowe¬ go elementu równoleglego do Rs) kondensator Ci jest dolaczony równolegle do kondensatora Ca, Wskutek tego uzyskuje sie skrócenie czasu trwa¬ nia stanu nieustalonego w ukladzie.Wzrastanie napiecia ujemnego na kondensatorze Ci trwa tak dlugo az napiecie na bazach tranzysto¬ rów Ti i Ti wyrówrfaja sie. Wówczas tranzystor Ts wyjdzie ze stanu odciecia. W ten sposób uzyskuje sie staly poziom napiecia na wyjsciu wzmacniacza niezalezny od poziomu napiecia stalego na jego wejsciu, przy czym poziom ten jest zadany dziel¬ nikiem napiecia zlozonym z elementów R» i Dg, najkorzystniej rezystora i diody Zenera. Stalosc 659 4 poziomu napiecia wyjsciowego jest zatem uzalez¬ niona od stalosci napiecia odniesienia i wielkosci wzmocnienia wzmacniacza zbudowanego na tran¬ zystorze Tj. 5 Po ustaleniu sie warunków pracy we wzmacnia¬ czu, tak jak to wyzej omówiono, jest on przygoto¬ wany do liniowego wzmacniania sygnalów wejscio¬ wych o amplitudzie ponizej kilku mV. W przypad¬ ku przesterowania wzmacniacza wystepuja w nim 10 nieliniowe warunki pracy. Gdy na jego wejsciu wystapia napiecia o amplitudzie rzedu kilkudziesie¬ ciu mV, przebiegi takie sa wzmacniane i jednoczes¬ nie formowane tak, ze uzyskuje sie na wejsciu na¬ piecia impulsowe, których polaryzacja jest ujemna 15 a poziom podstawy lezy w zakresie od zera do omówionego napiecia odniesienia zaleznie od ksztal¬ tu i amplitudy napiecia wzmacnianego.Uklad wedlug wynalazku przeznaczony jest do wspólpracy z przetwornikami zmiennych wielkosci 20 malej i bardzo malej czestotliwosci np. przesunfec katowych z czujnikami fotoelektrycznymi a takze innych ukladów na wyjsciu których wystepuje nie¬ stabilny poziom napiecia stalego a wyjscie tych czujników charakteryzuje sie duza impedancja 25 przy czym wymagany jest mozliwie krótki czas ustalania sie parametrów wzmacniacza. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 3fr Uklad wzmacniacza sygnalów malej czestotliwo¬ sci o sprzezeniu stalopradowym, zawierajacym do¬ datkowy obwód stabilizujacy punkt pracy stopnia wyjsciowego oraz kompensujacy skladowa stala syg¬ nalu, szczególnie przydatny do wspólpracy z prze- 35 twornikami na wyjsciu których oprócz sygnalu uzy¬ tecznego wystepuje skladowa stala na-piecia zmie¬ niajaca sie w szerokim zakresie, znamienny tym, ze jego wejscie stanowi symetryczny stopien zlo¬ zony z dwóch tranzystorów wejsciowych (Ti i Ta) 40 ze wspólna rezystancja emiterowa (Rs) przy czym baza jednego z nich tranzystora (Ti) stanowi wejs¬ cie ukladu a obwód stabilizujacy stanowia dioda Zenera (Ds) polaryzowana przez rezystor (Rj) wraz z tranzystorem (Ts) z którego baza jest polaczona 45 przez rezystor (Rs) a emiter tegoz tranzystora (Ts) polaczony jest z wyjsciem wzmacniacza (W), ko¬ lektor zas podlaczony jest do bazy drugiego wejs¬ ciowego tranzystora (Ta) przez filtr zlozony z dwóch kondensatorów (Ci, Ca) oraz dwóch rezy- 50 storów (R4, Rs) przy czym równolegle do jednego z rezystorów (R3) wlaczony jest element nieliniowy, najkorzystniej warystor badz przeciwsobnie pola¬ czone diody Zenera (Di, Da).KI. 21a2,18/05 65 659 MKP H03f 3/10 111 -r-^-Uz. Di D2 -~CZ--HCZ3 U 5 R8 ywv. f D- W PL PL