Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 01.03.1974 Opis patentowy opublikowano: 31.12.1975 82432 KI. 21 a2,18/08 MKP- H03f1/34 Twórcy wynalazku: Aleksander Metchev, Andrzej Obuchowski Uprawniony z patentu tymczasowego: Centralny Osrodek Badawczo-Rozwojowy Radia i Telewizji, Warszawa (Polska) Uklad elektronicznego wzmacniacza operacyjnego z wyjsciem transformatorowym Przedmiotem wynalazku jest uklad elektronicznego wzmacniacza operacyjnego z wyjsciem transformato¬ rowym, przeznaczony do stosowania w profesjonalnej aparaturze elektroakustycznej. 7nane sa uklady wzmacniaczy operacyjnych z wejsciem transformatorowym pracujace najczesciej w klasie A i B, przy czym konwencjonalny sposób dolaczenia transformatora powoduje pogorczenie parametrów przeno¬ szenia sygnalu i stabilizacji punktu pracy. Przy polaczeniu transformatora bezposrednio do wyjscia wzmacniacza pracujacego w klasie A prad staly plynacy przez uzwojenie pierwotne wytwarza strumien podmagnesowujacy rdzen, a poza tym stalopradowe sprzezenie zwrotne, pobierane z punktu o malej opornosci, nieskutecznie stabi¬ lizuje punkt pracy wzmacniacza. Unikniecie wymienionych wad ukladów wzmacniaczy z wyjsciem transforma- torc/zym. poprzez odciecie skladowej stalej za pomoca kondensatora dolaczonego szeregowo do transformatora, wiaze sie zazwyczaj ze zmniejszeniem sprawnosci ukladu i trudnosciami w objeciu transformatora ujemnym sprzezeniem zwrotnym. Jednak bez wzgledu na sposób dolaczenia transformatora w znanych ukladach wzmac¬ niaczy operacyjnych o wyjsciu transformatorowym — jego uzwojenia i rdzen nie sa obejmowana skuteczna petla zmiennopradowego sprzezenia zwrotnego, przy jednoczesnym zapewnieniu skutecznej stabilizacji punktu pracy ukladu.Wada ukladów wzmacniaczy z wyjsciem transformatorowym, pracujacych w klasie BJest ich komplikacja ukladowa, polegajaca na koniecznosci stosowania dwóch wzmacniaczy operacyjnych i wiekszej ilosci elementów biernych oraz trudnosci w ustawieniu i stabilizacji punktu pracy, a takze wieksze znieksztalcenia nieliniowe.Zadaniem wynalazku jest zbudowanie operacyjnego wzmacniacza z wyjsciem transformatorowym pozba¬ wionego wad znanych dotychczasowych rozwiazan ukladowych wzmacniaczy z wyjsciem transformatorowym.Zadanie to, wedlug wynalazku, zostalo rozwiazane przez zbudowanie operacyjnego wzmacniacza o wyjsciu transformatorowym pracujacego w klasie A, w którym transformator jest objety skuteczna petla ujemnego sprzezenia zwrotnego, zapewniajac jednoczesnie wysoka jakosc stabilizacji punktu pracy.Istota wynalazku polega na tym, ze wyjscie ukladu wzmacniacza operacyjnego polaczone jest z wtórnikiem pradowym, stanowiacym dynamiczne obciazenie ukladu i z pierwotnym uzwojeniem transformatora o trzech2 82482 oddzielnych odpowiednio polaczonych uzwojeniach. Jedno z uzwojen wtórnych transformatora stanowi zródlo sygnalu dla obwodu zmienno-pradowego ujemnego sprzezenia zwrotnego, a jednoczesnie polaczenie konca tego uzwojenia z koncem uzwojenia pierwotnego, zapewnia zamkniecie petli ujemnego sprzezenia zwrotnego równiez dla pradu stalego, dzieki czemu uzyskuje sie skuteczna stabilizacje punktu pracy, dla zmian w szerokim zakresie napiec i temperatur otoczenia ukladu.Zaleta ukladu wzmacniacza wedlug wynalazku jest mozliwosc objecia transformatora wyjsciowego ukladu petfa silnego ujemnego sprzezenia zwrotnego, redukujacego skutecznie znieksztalcenia liniowe i nieliniowe ukladu. Równoczesnie polaczenie koncówek uzwojen pierwotnego i ujemnego sprzezenia zwrotnego dobrano W taki sposób, ze nawet przy stosowaniu silnych sprzezen zwrotnych, co wiaze sie z powstaniem znacznej skladowej stalej pradu plynacego przez te uzwojenia, nie wystepuje zjawisko podmagnesowania rdzenia transfor¬ matora. Skladowa stala pradu plynacego przez uzwojenia polaczone w sposób wlasciwy dla wynalazku, wywo¬ luje strumienie podmagnesowania wzajemnie znoszace sie. Takie rozwiazania ukladowe szczególnie nadaja sie do budowy ukladów wzmacniaczy o malych znieksztalceniach z wyjsciem transformatorowym, w których stopien wyjsciowy mocy pracuje w klasie A.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladzie wykonania na rysunku, zawierajacym schemat ideowy wzmacniacza z wyjsciem transformatorowym. Uklad sklada sie z dwuwejsciowego wzmacniacza opera¬ cyjnego WOi o wejsciach nieodwracajacym i odwracajacym faze, z wtórnika pradowego zbudowanego na tranzy¬ storach T] iT2, stanowiacego' równoczesnie obciazenie dynamiczne ukladu, oraz z odpowiednio dolaczonego transformatora Trt o trzech uzwojeniach Wlf W2, Wj. Poczatek pierwotnego uzwojenia transformatora Wi, poprzez opornik R7, dolaczony jest do wyjscia wzmacniacza operacyjnego WOx, a koniec tego uzwojenia pola¬ czony jest z koncem uzwojenia W2 ujemnego sprzezenia zwrotnego. Wspólny punkt polaczenia uzwojen \NX i W2 poprzez kondensator C5, polaczony jest z jednym z biegunów napiecia zasilania. Opornik R6, laczacy poczatek uzwojenia W2 i wejscie odwracajace faze wzmacniacza operacyjnego, zamyka petle ujemnego sprzezenia zwrot¬ nego obejmujaca calkowicie uklad wzmacniacza, zarówno dla pradu zmiennego jak i dla pradu stalego.Petla zmiennopradowego ujemnego sprzezenia zwrotnego przebiega od wyjscia wzmacniacza, operacyjnego poprzez opornik R7, uzwojenie WL ¦ polaczone z nim za pomoca strumienia magnetycznego transformatora uzwojenie W2, kondensator Cs laczacy wspólny punkt dolaczenia uzwojen z jednym z biegunów zasilania, oraz przez opornik R6, do odwracajacego faze wejscia wzmacniacza operacyjnego. Stosunek wartosci opornosci opo¬ rników R6 i R2 okresla wzmocnienie ukladu dla srodka pasma przenoszonych czestotliwosci, a kondensatory C2 1C4 okreslaja odpowiednio dolna i górna czestotliwosc kranca pasma przenoszenia ukladu. Wartosc kondensa¬ tora C5 okresla sie tak aby uniknac rezonansu z indukcyjnoscia uzwojen W2 i W2 w dolnej czesci pasma przeno¬ szonych czestotliwosci.Petla ujemnego sprzezenia zwrotnego dla pradu stalego , okreslajaca i stabilizujaca równoczesnie punkt pracy skladu, przebiega bezposrednio poprzez uzwojenia Wj i W2 polaczone swoimi koncami oraz przez opor¬ niki R7 i R6, z wyjscia na wejscie wzmacniacza operacyjnego WOi ukladu. Przy tym, prad polaryzacji wejscia wzmacniacza lub prad zwrotny w przypadku pracy bez kondensatora C2 na wejsciu wzmacniacza nie powoduje podmagnesowania transformatora, poniewaz uzwojenia Wt i W2 dla pradu stalego polaczone sa przeciwsobnie i strumien wynikowy podmagnesowania dla równej liczby zwojów tych uzwojen jest w kazdym przypadku po- mijalnie maly. Wejscia ukladu stanowia koncówki kondensatorów Ci i C2. Uklad umozliwia uzyskanie wejscia odwracajacego faze na koncówce kondensatora C2 lub wejscia nieodwracajacego faze o duzej opornosci wejs¬ ciowe] na koncówce kondensatora Clr albo tez wejscia róznicowego miedzy koncówkami kondensatorów Ci iC2.Obciazenie dynamiczne wyjscia wzmacniacza stanowi uklad wtórnika pradowego zbudowanego na tranzys¬ torach Ti iT2. Tranzystor TL w polaczeniu diodowym, sluzy do stabilizacji temperaturowej punktu pracy tranzystora T2. Prad punktu pracy okreslony jest przez stosunek wartosci opornosci oporników R5 i R7 oraz przez prad polaryzacji zlacz baza-emiter obu tranzystorów okreslony przez wartosc oporników R3 i R4.Wysterowanie ukladu wtórnika uzyskuje sie za pomoca spadku napiecia na oporniku R7, wywolanego pradem wyjsciowym wzmacniacza operacyjnego, przy czym kondensator C3, laczacy wyjscie wtórnika z punk tern wspólnym oporników Rf i R4, wprowadza dodatkowe sprzezenie zwrotne, umozliwiajace calkowite wyste¬ rowanie ukladu, a tym samym uzyskanie wysokiej sprawnosci calego ukladu wzmacniacza. - PL PL