Oszillatorschaltung mit einer rückgekoppelten Verstärkerröhre Die Erfindung bezieht sich auf eine Oszillator- schaltung mit einer rückgekoppelten Verstärkerröhre, bei der die Rückkopplungsspannung über einen die Oszillatorfrequenz bestimmenden Reihenkreis dem Steuergitterkreis der Verstärkerröhre zugeführt wird, wobei der Steuergitterkreis eine zwecks Amplituden regelung veränderliche Impedanz enthält.
Für verschiedene Anwendungen liegt in der Praxis das Bedürfnis vor, Oszillatorschaltungen zur Verfügung zu haben, bei denen die Amplitude der Oszillatorspan- nung innerhalb enger Grenzen konstant gehalten wird. Beispielsweise wird bei Steueroszillatoren in Träger- frequenzfernsprechsystemen von dem C. C. I. F. ver langt, dass die Oszillatorspannung innerhalb von 0,5 dB gegenüber dem Nennamplitudenpegel konstant bleibt.
Um bei solchen Anwendungen sicherzustellen, dass die Oszillatorspannung die engen Amplitudengrenzen von 0,5 dB nicht überschreitet, finden empfindliche und infolgedessen komplizierte Überwachungsgeräte An wendung, die beim Überschreiten der erwähnten 0,5 dB-Grenze ansprechen (sogenannte marginale Über wachungsgeräte).
Dabei wird beispielsweise eine Alarmvorrichtung betätigt und bzw. oder selbsttätig eine Umschaltung auf einen Reserveoszillator herbeigeführt.
Die Erfindung bezweckt, eine besonders vorteil hafte Oszillatorschaltung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die vorstehend erwähnten strengen Anforderungen hinsichtlich der Amplituden konstant erfüllt werden.
Erfindungsgemäss besteht die veränderliche Impe danz aus mindestens zwei in Reihe geschalteten Gleich richterzellen, wobei das eine Ende dieser Reihen schaltung mit dem Ausgangskreis einer an den Oszil- latorausgang angeschlossenen Gleichrichterschaltung und das andere Ende mit einer konstanten Bezugs spannungsduelle verbunden ist, während der Verbin- dungspunkt der in Reihe geschalteten Gleichrichter zellen mit dem Steuergitter des Oszillators verbun den ist.
Zur Überwachung der Oszillatorschaltung genügt eine einfache Überwachungsvorrichtung an Stelle einer marginalen Überwachungsvorrichtung.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist zur Überwachung der Oszillatorschaltung die Er regerwicklung eines Überwachungsrelais in den An odenkreis der Oszillatorröhre geschaltet, während die Gittervorspannung der Röhre aus einer festen Vor spannung und einer Spannung zusammengesetzt ist, die einem Anzapfpunkt des Ausgangskreises der am Oszillatorausgang liegenden Gleichrichterschaltung entnommen ist.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel einer Oszillatorschaltung gemäss der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 das Schaltschema der Oszillatorschaltung und Fig. 2 ein Spannungsdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des in Fig. 1 angegebenen Oszil- lators.
Fig. 1, zeigt eine von einem Quarzkristall 1 in der Frequenz stabilisierte Oszillatorschaltung nach der Erfindung, die vorteilhaft als Steueroszillator bei Trägerfrequenzfernsprechsystemen Anwendung finden kann.
In der Zeichnung bezeichnet 2 eine als Oszillator geschaltete Pentode, deren Kathode über einen von einem Kondensator 3 überbrückten Widerstand 4 an Erde liegt, während das Schirmgitter über einen Wider stand 5 mit der Plusklemme 6 einer Anodenspannungs- quelle verbunden ist, deren Minusklemme mit Erde verbunden ist.
Die Anode der Pentode 2 ist über die Reihenschaltung eines auf die Oszillatorfrequenz ab gestimmten Schwingungskreises 8 und einer Spule 9 mit der Plusklemme 6 der Anodenspannungsquelle verbunden, während die Oszillatorspannung den Klemmen 10, 11 einer Spule 12 entnommen wird, die mit der Kreisspule 13 des Schwingungskreises B ge koppelt ist.
Mit dem Verbindungspunkt des Schwingungs kreises 8 und der Spule 9 ist der Rückkopplungskreis der Oszillatorschaltung verbunden, der aus einem von einem Kondensator 14 überbrückten Spannungsteiler besteht. Der Spannungsteiler enthält die Reihenschal tung eines Kondensators 15, des Quarzkristalls 1 und eines Kondensators 16, wobei die dem Verbindungs punkt des Quarzkristalls 1 und eines Kondensators 16 entnommene Rückkopplungsspannung über einen Reihenwiderstand 17 dem Steuergitter der Pentode 2 zugeführt wird. Dabei wird die Oszillatorfrequenz von der Reihenresonanzfrequenz des Quarzkristalls 1 be stimmt, die in der dargestellten Schaltungsanordnung 84 kHz beträgt.
Zur Regelung der Amplitude der Oszillatorspan- nung ist parallel zum Kondensator 16 eine veränder liche Impedanz 18 geschaltet, die aus zwei in Reihe geschalteten Gleichrichterzellen 19, 20 besteht, deren Verbindungspunkt über einen Kopplungskondensator 21 und den Reihenwiderstand 17 mit dem Steuergitter der Pentode 2 verbunden ist.
Von diesen in Reihe ge schalteten Gleichrichterzellen 19, 20 ist das eine Ende mit dem Ausgangskreis 22 einer über eine Spule 23 an die Kreisspule 13 angeschlossenen Gleichrichterschalt- anordnung 24 und das andere Ende mit einer konstan ten Bezugsspannungsquelle verbunden, die aus einer gasgefüllten Röhre 25 besteht, die über einen Wider stand 26 mit der Plusklemme 6 der Anodenspannungs- quelle verbunden ist.
Bei der beschriebenen Schaltungsanordnung wird zur Amplitudenregelung der Wert der Rückkopplungs spannung durch die in den Steuergitterkreis geschaltete veränderliche Impedanz 18 geregelt. Der Wert dieser Impedanz wird von dem Spannungsunterschied zwi schen der Ausgangsspannung der Gleichrichterschalt- anordnung 24 und der der gasgefüllten Röhre 25 ent nommenen Bezugsspannung bestimmt, wobei die letztere beispielsweise 85 V beträgt.
Nimmt die Oszil- latorspannung zu, so nimmt infolgedessen die Diffe renzspannung gleichfalls zu, was eine dieser Amplitu- denzunahme entgegenwirkende Abnahme der verän derlichen Impedanz 18, die einen Teil des im Rück kopplungskreis liegenden Spannungsteilers 15, 1, 16 bildet, zur Folge hat, während umgekehrt eine Ab nahme der Oszillatorspannung eine Zunahme der ver änderlichen Impedanz zur Folge hat, die der Abnahme der Oszillatorspannung entgegenwirkt.
Die Einstellung der Oszillatorröhre 2, die im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel in Klasse A geschaltet ist, wird hierbei nicht beeinflusst.
Die angegebene Amplitudenregelung bei der be schriebenen Oszillatorschaltungsanordnung ist beson ders wirkungsvoll; dies sei jetzt an Hand der in Fig. 2 dargestellten Spannungskennlinie näher erläutert. In der graphischen Darstellung ist die den Klemmen 10 und 11 der Spule 12 entnommene Ausgangsspannung Vu in Abhängigkeit von der sich über dem Rückkopp lungskreis 14, 15, 1, 16 ergebenden Spannung Vt auf getragen, wobei die letztere durch Änderung der Steilheit der Röhre, beispielsweise durch Änderung der Speisespannung, geändert werden kann.
Wird die dem Rückkopplungskreis entnommene Spannung auf einem Spannungsbereich von 20 dB von V t, auf V t, herabgesetzt, so nimmt die Oszillator- spannung Vu nur um 0,1 bis 0,2 dB ab, während sie bei weiterer Herabsetzung der Spannung Vt praktisch jäh auf den Wert Null herabfällt, denn der Oszillator hört bei dieser Spannung Vt, plötzlich zu schwingen auf.
Aus dieser Figur ist somit ersichtlich, dass sogar sehr grosse Änderungen der sich am Rückkopplungs kreis 14, 15, 1, 16 ergebenden Spannung Vt praktisch nicht auf die Oszillatorspannung einwirken, dass diese jedoch bei einer gewissen Grenzspannung Vt, plötzlich auf den Wert Null herabfällt.
Zur Erläuterung ist nachstehend die Abhängigkeit der Oszillätorspannung Vu von den praktisch mög lichen Änderungen der Speisespannung, der Heiz- spannung, der Belastung und der Temperatur an gegeben.
EMI0002.0061
Speisespannungsänderung <SEP> Amplitudenänderung
<tb> 205-235 <SEP> V <SEP> 0,03 <SEP> dB
<tb> Heizspannungsänderung
<tb> 5,3-7,3 <SEP> V <SEP> 0,025 <SEP> dB
<tb> Belastungsänderung <SEP> Amplitudenänderung
<tb> 100-1200 <SEP> Ohm <SEP> 0,01 <SEP> dB
<tb> Temperaturänderung
<tb> 25-45 <SEP> C <SEP> 0,03 <SEP> dB Die Oszillatorfrequenz wird von der Amplituden regelung nicht nennenswert beeinflusst. Das Auftreten von Harmonischen, insbesondere von geraden Harmo nischen, wird bei der beschriebenen Oszillatorschaltung weitgehend beschränkt.
Die Tatsache, dass beim Schwingen der Oszillator- schaltung die Oszillatorspannung innerhalb sehr enger Grenzen konstant bleibt, macht die Überwachung be sonders einfach.
Zur Überwachung der Oszillatorschaltung liegt im Anodenkreis der Oszillatorröhre 2 die Erregerwick lung 29 eines Überwachungsrelais mit einem Ruhe kontakt 30, die eine Alarmvorrichtung 31 steuert, wäh rend ein Anzapfpunkt des Ausgangswiderstandes 27 der Gleichrichterschaltung über einen Widerstand 28 mit dem Steuergitter der Oszillatorröhre verbunden ist.
Die Alarmvorrichtung 31 wird beim Wegfallen der Oszillatorspannung wirksam, denn das Wegfallen der Oszillatorspannung bewirkt einen Wegfall der Span nung am Ausgangswiderstand 27 der Gleichrichter schaltung 24, was zur Folge hat, dass die Gittervor- spannung der Röhre und somit auch der Anodenstrom der Röhre 2 abnimmt; diese Anodenstromabnahme bewirkt, dass das Überwachungsrelais abfällt und die Alarmvorrichtung 31 betätigt. An die Überwachungs apparatur brauchen dabei keine besonderen Anforde rungen gestellt zu werden.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass an Stelle des A- Betriebes auch eine andere Röhreneinstellung möglich ist, beispielsweise der B- oder C-Betrieb.
Schliesslich werden nachstehend die wichtigsten Angaben der in Fig. 1 dargestellten Oszillatorschaltung aufgeführt: Pentode 2: E83F Gleichrichterzellen 19, 20:<B>0A73</B> Gasgefüllte Röhre<B>25:</B> 85 A 2 Brennspannung: 85 V L9: <I>60</I> m1 C14: 20000 pF C15: 300 pF C18: 1000 pF Q des Kristalls:<B>25000</B> Übersetzungsverhältnis der Spulen 23 und 13: 2:1.
Der aus den Gleichrichterzellen bestehende ver änderliche Widerstand schwankt zwischen etwa 100 kOhm bis 500 Ohm.