<Desc/Clms Page number 1>
In der Frequenz regelbarer Sinusoszillator mit einem Transistor
EMI1.1
insbesondere, eine Oszillatorvorrichtung zu schaffen, deren Amplitude und Frequenz praktisch unabhängig sind von dem Stromverstärkungsfaktor und von andern charakteristischen Grössen des Transistors, so dass der Einfluss von Temperaturschwankungen u. dgl. auf ein Mindestmass herabgesetzt wird. Sie bezweckt weiter, einen gesonderten, die Modulation bewerkstelligenden Transistor ähnlich einer Reaktanzröhre zu ersparen und dennoch eine sich annähernd linear mit einer Steuergrösse verändernde Frequenzänderung zu ermöglichen.
In einer bekannten Frequenzmodulation-Oszillatorvorrichtung dieser Art wird die Steuergrösse zum Vermeiden unerwünschter Amplitudenmodulation gleichzeitig zwei Elektroden des Transistors zugeführt.
Die dazu erforderliche Einstellung ist verhältnismässig stark von dem benutzten Transistorexemplar abhängig. Der erhaltene Frequenzhub kann sich verhältnismässig gut mit der Steuergrösse ändern, ist aber auch stark abhängig von dem verwendeten Exemplar des Transistors.
Der Erfindung liegt die bisher bei Transistoroszillatoren unbemerkt geblieben Erscheinung zugrunde, dass unter Umständen Kollektor-Basis-Gleichrichtung im Transistor auftreten kann. Diese Erscheinung wird in der Vorrichtung nach der Erfindung benutzt, um einer von der Voreinstellung des Transistors abhängigen, zusätzlichen Strom durch den Oszillatorkreis zu führen, der gegenüber der Kreisspannung in der Phase verschoben ist und somit eine Verstimmung des Oszillators herbeiführt.
Die Erfindung weist das Merkmal auf, dass zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors eine derartige Vorspannung (mittels der Schaltelemente) wirksam ist, dass die den Elektroden zugeführte, dem Oszillator-Schwingkreis abgenommene Rückkopplungsspannung den Transiitor lediglich während eines Tei- les seiner Schwingungsperiode leitend macht und dass die Rückkopplung derart stark ist, dass die am Oszillator-Schwingkreis erzeugte Spannung mit so hoher Amplitude am Kollektor des Transistors auftritt, dass während eines durch den Transistorvorstrom regelbaren Teiles der Schwingungsperiode der Gesamtkollektorstrom im Transistor sein Vorzeichen umkehrt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, in der Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel und Fig. 2 Spannungs-bzw. Strom-Zeit-Diagramme zur Erörterung der Fig. 1 zeigen.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 enthält einen Grenzschicht-Transistor l, der mittels eines Kollektor-Emit- ter- Rückkopplungskreises 2 a. ls Oszillator mit einer in erster Linie durch die Abstimmfrequenz des Kreises 2 bedingten Frequenz geschaltet ist. Um die Änderung der Frequenz mit Temperatur- bzw Speisespannungsschwankungen zu verringern, ist die Basiselektrode des Transistors 1 für die Oszillatorschwingungen mittels eines Kondensators 3 geerdet, während in der Emitterleitung ein verhältnismässig grosser Widerstand 4 verwendet wird. Die Basisvorspannung wird mittels eines Spannungsteilers 5,6 erzeugt.
In den Fig. 2A-2D ist die Situation am Anfang des Frequenzregelbereiches veranschaulicht, wobeinoch praktisch keine Kollektor-Basis-Gleichrichtung auftritt. Über dem Kreis 2 wird eine praktisch sinusförmige Spannung Vk (Fig. 2A) erzeugt. Infolge der Voreinstellung mittels der Widerstände 4,5 und 6, wobei auch die zusätzlichen, infolge der Emitter-Basis-Gleichrichtung diese Widerstände durchfliessenden Ströme berücksichtigt werden sollen, werden lediglich die oberhalb der gestrichelten Linie in Fig. 2a liegenden Spitzen derspannung Vk den Transistor öffnen.
Der alsdann fliessende Emitterstrom ie ist in Fig. 2B gezeigt.
<Desc/Clms Page number 2>
Dieser Strom erzeugt einen nahezu ähnlichen Kollekrotsnom ic (Fig. 2D) und eine nahezu sinusförmige Kollektorspannung V (Fig. 2C), wodurch die Schwingung aufrechterhalten wird.
Durch Zuführung einer Regelgrösse an die Klemme 10 ändert sich die Situation, wie dies in den Fig. 2E-2H angegeben ist. Der durch die gestrichelte Linie in Fig. 2E angegebene Schwellwert, den die
EMI2.1
schenden Gleichspannungsunterschied überschreitet, tritt Kollektor-Basis-Gleichrichtung auf. Die positiven Spitzen der Spannung V werden somit abgeplattet und der Strom ic kehrt sein Vorzeichen um (Fig. 2H).
Die Spannung über der Kreiskapazität ist in dem Augenblick b praktisch konstant, so dass der diese Kapazität durchfliessende Strom Null wird. Der negative Strom durch die Kreisinduktivität fliesst alsdann durch die Kollektor-Basisstrecke ab und ändert sich darauf annähernd linear mit der Zeit mit einer durch diese Induktivität und die Grösse der über ihr erzeugten Spannung bedingten Neigung. Er fliesst bis zu dem Zeitpunkt c, in dem der Emitterstrom i (Fig. 2F) auf einen Wert gesunken ist, der dem linear zugenommenen Strom durch die Kreisinduktivität entspricht (Fig. 2H). Die Spannung V setzt von dem Zeitpunkt c her wieder ihren sinusförmigen Verlauf fort. Die Periode der sinusförmigen Schwingung ist infolgedessen um die Zeit b-c verlängert, so dass die erzeugte Frequenz entsprechend niedriger wird.
Während des Zeitintervalles d-a ist der Transistor somit gesperrt und der Kreis 2 schwingt frei in seiner Eigenfrequenz. Während der Zeitintervalle a-b und c-d ist der Transistor entsperrt und liefert dem Kreis Energie. Während der Intervalle b-c bildet die Kollektor-Basisstrecke des Transistors nahezu einen Kurzschluss parallel zu dem Kreis, wobei der Energieüberschuss abgeführt und die Periodendauer der erzeug- ten Schwingungen verlängert wird. Bei zunehmendem Emittervorstrom ist die Schwingung zum Aufschaukeln geneigt, d. h. die Zeiten a- b und c-d werden etwas kürzer.
Infolge der festen Voreinstellung der Ba- sis-Emitterspannung setzt die Begrenzung infolge Kollelttor- Basis- Gleichrichtung bei praktisch gleichblei- bender Amplitude ein, wodurch Amplitudenänderungen infolge der Regelung unterdrückt werden. Die Dauer b-c und die Grösse (Fig. 2H) des durch die Gleichrichtung erzeugten, umgekehrten Stromes durch den Kreis 2 nehmen jedoch stark zu, so dass die Frequenz des Oszillators niedriger wird. Es zeigt sich in der Praxis, dass die erzielte Frequenzänderung nahezu proportional dem Steuerstrom ist, der über die Klemme 10 dem Emitter des Transistors zugeführt wird.
In einem praktischen Ausführungsbeispiel wurde ein Transistor 1 des Typs OC 170 verwendet. Die Schaltelemente hatten die nachfolgenden Werte :
EMI2.2
<tb>
<tb> Kondensatoren <SEP> Widerstände <SEP> : <SEP> Induktivitäten <SEP>
<tb> 3-4700 <SEP> pF <SEP> 4-3, <SEP> 3k0hm <SEP> 9-12 <SEP> H
<tb> 7-3900 <SEP> pF, <SEP> 5-2, <SEP> 2 <SEP> kOhm <SEP> 12-1 <SEP> mH
<tb> 8-220 <SEP> pF <SEP> 6-2, <SEP> 2k0hm <SEP>
<tb> 11-220 <SEP> pF <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP> kOhm
<tb> 13-150 <SEP> pF <SEP>
<tb> 14-2200 <SEP> pF
<tb>
Die Speisespannung war 12 V, die erzeugte Frequenz 2 MHz, die über 75 ! : Hz mittels eines Stromes von 2 mA oder einer Spannung von 12 V an der Klemme 10 verstimmbar ist.
Gewünschtenfalls kann der Kondensator 11 weggelassen werden, so dass auch die Induktivität 12 entbehrlich ist und die Kollektorspeisung über die Induktivität 9 erfolgt. Um auch die negativen Spitzen der erzeugten Schwingung zu begrenzen, kann weiter ein Gleichrichter 20 zwischen dem Kreis 2 und der auf einer konstanten Vorspannung gehaltenen Basis des Transistors 1 eingeschaltet werden. Dieser Gleichrichter ist z. B. vom Typ OA 9. Bei gleichen Werten der Widerstände 5 und 6 ergibt sich eine symmetrische Begrenzung.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.