Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 15.11.1973 Opis patentowy opublikowano: 31.07.1975 77221 KI. 21a2,18/04 MKP H02h 7/20 Twórca wynalazku: Wojciech Kot Uprawniony z patentu tymczasowego: Fabryka Aparatury Rentgenow¬ skiej i Urzadzen Medycznych, Warszawa (Polska) Uklad elektroniczny bezstykowej blokady wzmacniaczy symetrycznych Przedmiotem wynalazku jest uklad elektronicz¬ nej bezstykowej blokady wzmacniaczy symetrycz¬ nych DC i AC stosowanych do wzmacniaczy sygna¬ lów elektrycznych, zwlaszcza biopradów.W bardzo wielu ukladach wzmacniania zachodzi potrzeba stosowania blokady na wejsciu wzmacnia¬ cza w celu zamkniecia drogi wzmacnianym sygna¬ lom i uzyskania na wyjsciu stanu zero w momen¬ tach istnienia na wejsciu napiecia zaklócajacych, na przyklad w wyniku zadzialania przelaczników.Napiecia te moga wykraczac swoja wartoscia poza pole sterowania wzmacniacza .i dac niepozadane efekty wyjsciowe wlacznie z uszkodzeniem elemen¬ tów sterowanych wzmacniaczem. Jednoczesnie w wielu przypadkach zachodzi potrzeba natychmia¬ stowego uzycia wzmacniacza, co narzuca warunek jego ciaglej gotowosci do pracy. Problem ten wy¬ stepuje najczesciej przy duzych stalych czasu RC we wzmacniaczach, w ktprych poszczególne stopnie sprzezone sa ze soba za pomoca pojemnosci. W takich ukladach wzmacniaczy wlaczenie blokady na wejsciu danego stopnia zapewnia szybkie roz¬ ladowanie naladowanych sygnalem zaklócajacym pojemnosci, co daje mozliwosc natychmiastowego wykorzystania wzmacniacza do pracy.We wszystkich omówionych wyzej przypadkach blokada na wejsciu wzmacniacza, czyli zamkniecie drogi wzmacnianym sygnalom, nastepuje przez uzycie elementów stykowych mechanicznych lub elektromechanicznych. 10 15 20 8 W symetrycznych wzmacniaczach blokada, przy uzyciu elementów mechanicznych lub elektrome¬ chanicznych, polega na zwarciu ze soba obu wejsc wzmacniacza lub jednoczesnie obu wejsc do masy za pomoca zestyku zwiernego, co w efekcie, po¬ przez eliminacje sygnalu róznicowego na wejsciu, daje stan zerowy, czyli brak sygnalu na wyjsciu.Zestyk zwiemy moze byc dowolnym urzadzeniem, np. mikroprzelacznikiem, przekaznikiem itp.Taki sposób blokady jest obciazony niedogodno¬ sciami, gdyz wystepuje ograniczenie niezawodno¬ sci dzialania wynikajace z zastosowania elementów stykowych. Ponadto stosowania elementów styko¬ wych wystepujacych w takich elementach jak mi- kroprzelaczniki, przekazniki i tym podobne, Jiia rzeczy ogranicza mozliwosci konstrukcyjne spowo¬ dowane polaczeniem tych elementów, najczesciej z wysokooporowym i czulym na zaklócenia wej¬ sciem wzmacniacza. ......-u Celem wynalazku jest usuniecie elementów sty¬ kowych z ukladów blokowania wejscia wzmacnia¬ czy, zwlaszcza symetrycznych, stosowanych do wzmacniania sygnalów róznicowych, zwlaszcza bio¬ pradów. Zagadnienie techniczne, które nalezy roz¬ wiazac dla osiagniecia tego celu polega na opraco¬ waniu ukladu bezstykowego, sluzacego do tego celu.Cel wynalazku osiagnieto przez zastosowanie na wejsciu wzmacniacza ukladu blokujacego zlozone¬ go z dwu tranzystorów przeciwstawnych typu 77 22177 221 S 4 npn i pnp, albo ukladu zlozonego z czterech diod pólprzewodnikowych.W ukladzie zlozonym z tranzystorów, z jednym wejsciem wzmacniacza polaczone sa bezposrednio lub za posrednictwem dodatkowych elektronicz¬ nych elementów biernych kolektory obu tranzysto¬ rów, a z drugim wejsciem w ten sam sposób pola¬ czone sa emitery obu tranzystorów, natomiast na bazy tych tranzystorów podawany jest sygnal wla¬ czajacy i wylaczajacy blokade. Zamiast dwu prze¬ ciwstawnych tranzystorów typu npn i pnp mo¬ ze byc uzyty jeden odpowiadajacy im tranzystor podwójny.W ukladzie zlozonym z diod pólprzewodnikowych jedno wejscie wzmacniacza polaczone jest z katoda pierwszej i anoda drugiej diody, a drugie wejscie wzmacniacza jest polaczone z katoda trzeciej i ano¬ da czwartej diody. Sygnal wylaczajacy i wlaczaja¬ cy blokade podawany jest na polaczone ze soba anody pierwszej i trzeciej oraz na katody drugiej i czwartej diody. Zamiast czterech diod pojedyn¬ czych moga byc uzyte odpowiadajace im diody wielokrotne, a wszystkie polaczenia moga byc bez¬ posrednie lub za posrednictwem dodatkowych elek¬ tronicznych elementów biernych.Rozwiazanie wedlug wynalazku wykazuje szereg zalet w porównaniu z blokada przy uzyciu ele¬ mentów stykowych mechanicznych lub elektrome¬ chanicznych. Przede wszystkim blokada bezstyko- wa z uzyciem elementów pólprzewodnikowych stwarza mozliwosci miniaturyzacji i w znacznym stopniu powieksza mozliwosci konstrukcyjne przez uwolnienie sie od elementów mechanicznych. Za¬ pewniona zostaje duza dokladnosc dzialania w sze¬ rokim zakresie temperatur pomimo ostrych i kry¬ tycznych wymagan narzuconych przez symetrie wzmacniaczy. Istotna zaleta blokady bezstykowej jest jej duza szybkosc dzialania, przewyzszajaca o o kilka rzedów wielkosci analogiczne uklady elek¬ tromechaniczne. Praca blokady bezstykowej jest o wiele bardziej niezawodna niz przy elementach mechanicznych i elektromechanicznych; pobór pra¬ du do sterowania moze byc zmniejszony. Sterowa¬ nie moze byc dokonywane sygnalem o bardzo róz¬ nym ksztalcie i wartosci.Zastosowanie blokady bezstykowej zmniejsza w porównaniu z blokada stykowa mozliwosc prze¬ chwycenia sygnalów zaklócajacych, co ma szczegól¬ ne znaczenie przy wysokooporowych wejsciach .wzmacniaczy.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uklad wedlug wynalazku wykonany na tranzystorach, a fig. 2 przedstawia uklad wyko¬ nany na diodach.W czasie normalnej pracy wzmacniacza W na¬ piecie przylozone do baz tranzystorów Tl i T2 po¬ laryzuje zaporowo zlacza baza — emiter i baza — kolektor w obu tranzystorach. Napiecie to, be- dace jednoczesnie sygnalem sterujacym blokada moze byc pobierane z urzadzenia, którego czescia skladowa jest blokowany wzmacniacz, na przyklad z przelacznika odprowadzen w elektrokardiografie lub tez zaleznie od wymagan z oddzielnych urza¬ dzen wedlug odpowiednio okreslonego programu.Zaporowo spolaryzowane zlacza przedstawiaja soba bardzo duze opornosci, dzieki czemu podczas normalnej pracy wejscia wzmacniacza nie sa zbo- cznikowane, a sygnal wzmacniany przechodzi na 5 wzmacniacz bez przeszkód.W celu uruchomienia blokady do baz tranzysto¬ rów Tl i T2 podaje sie napiecie o kierunku prze¬ ciwnym w stosunku do napiecia utrzymujacego za¬ porowa polaryzacje, w wyniku czego zlacza baza — emiter i baza — kolektor obu tranzystorów spo¬ laryzowane zostaja w kierunku przewodzenia. Prze¬ plyw przez szeregowo polaczone zlacza baza — ko¬ lektor i szeregowo polaczone zlacza baza — emiter obu tranzystorów powoduje, ze na obu wejsciach wzmacniacza ustalaja sie te same potencjaly z dosc duza dokladnoscia, bowiem podzial napiecia przewodzenia szeregowo polaczonych zlacz baza — emiter jest taki sam jak podzial napiecia szerego¬ wo polaczonych zlacz baza — kolektor tranzystorów Tl i T2. Wynika to z wlasciwosci technologicznych tranzystorów, szczególnie planarnych krzemowych, w których napiecie przewodzenia zlacz baza — emi¬ ter jest wieksze od napiecia przewodzenia zlacz baza — kolektor o pewna, dosc dokladnie powta¬ rzajaca sie w róznych egzemplarzach i typach war¬ tosc. Podzial napiecia sprowadzajacy wejscia wzmacniacza do tych samych potencjalów oznacza sie bardzo wysoka dokladnoscia i od strony wej¬ scia symetrycznego wzmacniacza róznicowego wi¬ dziany jest jako zwarcie dla dochodzacego sygnalu róznicowego, tym bardziej ze opornosc wewnetrzna tak spolaryzowanego ukladu blokujacego jest naj¬ czesciej duzo mniejsza od opornosci zródla sygna¬ lu uzytecznego podawanego na wzmacniacz.Blokada taka moze byc wykorzystana na przy¬ klad we wzmacniaczu wzmacniajacym kilka róz¬ nych sygnalów z kilku zródel w chwili, gdy na¬ stepuje przelaczanie zródel sygnalu na wejsciu, je¬ zeli przelaczanie to zwiazane jest z powstawaniem szkodliwego sygnalu zaklócajacego. Odpowiednio uformowany sygnal sterujacy blokada pobierany jest wówczas na przyklad z wejsciowego przelacz¬ nika wzmacniacza.W ukladzie wedlug wynalazku, w którym zasto¬ sowano diody zamiast tranzystorów, dzialanie jego jest identyczne przy rozumieniu, ze diody zastapily odpowiednio kolejne zlacza baza — emiter i ba¬ za — kolektor obu tranzystorów.Z punktu widzenia dokladnosci podzialu napiec w momencie dzialania blokady diody powinny byc odpowiednio dobierane na wartosc napiecia prze¬ wodzenia, a mianowicie dioda Dl z D3 i D2 z D4 lub Dl z D2 i D3 z D4. Jednakze nawet w przy¬ padku uzycia diod parowanych juz fabrycznie, na przyklad w jednej obudowie, dokladnosc wynikaja¬ ca z podzialu napiecia na obu wejsciach wzmacnia¬ cza podczas dzialania blokady moze byc gorsza niz w przypadku uzycia tranzystorów. PL PL