CH429846A - Kapazitive Dreipunktschaltung - Google Patents

Description

  
 



  Kapazitive Dreipunktschaltung
Die Erfindung betrifft eine kapazitive Dreipunktschaltung mit elektronisch steuerbarer Resonanzfrequenz des Schwingkreises sowie die Verwendung der erfindungsgemässen Schaltung in einer Endoradiosonde.



   Derartige kapazitive Dreipunktschaltungen sind bekannt. Sie werden meist als abstimmbare Oszillatoren verwendet. Bei den bekannten Schaltungen werden als veränderbare frequenzbeeinflussende Glieder meist Drehkondensatoren, also mechanisch veränderbare Kapazitäten, benutzt. Man kann sich auch vorstellen, dass man die beiden oder eine der Kapazitäten des Spannungsteilers als Kapazitätsdioden ausbildet, die durch veränderbare Gleichspannungen, also elektronisch, in ihrer Grösse variiert werden. Aufgabe der Erfindung ist es, eine andere Ausführung für eine derartige Schaltung anzugeben.



   Gemäss der Erfindung dienen als Kapazitäten des kapazitiven Spannungsteilers der Schaltung die Basis Emitter- und   Basis-Collektorstrecke    eines im Sperrbereich betriebenen Transistors, wobei diese beiden Kapazitäten durch Änderung der Spannungen zwischen Basis und Emitter bzw. Basis und Collektor veränderbar sind.



   Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist somit darin zu sehen, gleichzeitig sowohl die Basis-Collektorkapazität als auch die Basis-Emitterkapazität eines Transistors auszunutzen, wobei die Basis dieses Transistors den Punkt darstellt, der in bekannter Weise mit der Steuerelektrode z. B. des Schwing-Transistors bzw. z. B. der Röhre der Dreipunktschaltung verbunden ist.



  Der erfindungsgemässe Einsatz des die Kapazitäten darstellenden Transistors ist somit nicht vergleichbar mit der bekannten Verwendung eines Transistors zur Realisierung einer Kapazität.



   Die erfindungsgemässe Schaltung eignet sich z. B. zur Frequenzmodulation und zur Regelung der Frequenz. Der besondere Vorteil der Schaltung ist der, dass der Eingang für die Steuerspannung sehr hochohmig ist.



  Hierdurch kann die Schaltung insbesondere dort angewendet werden, wo der Steuer- oder Regelspannungserzeuger einen hochohmigen Eingang verlangt. Es wird später noch gezeigt werden, dass ein solch hochohmiger Eingang bei Endoradiosonden zur Messung des pH Wertes mit einem Messwertfühler, bestehend aus einer Antimon- und einer Silberchloridelektrode, von Interesse ist. Vorweg soll jedoch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert werden.



   Die Figur 1 der Zeichnung zeigt einen kapazitiven Dreipunktoszillator. Dieser Oszillator besteht aus dem Schwingtransistor 1, dem aus der Induktivität 2 und dem Transistor 3 gebildeten Schwingkreis sowie aus dem Widerstand 4. Die Betriebsspannung des Oszillators wird zwischen den Klemmen 6 zugeführt. Der eine Zusammenschaltpunkt 9a des Schwingkreises ist mit dem Collektor des Transistors 1 verbunden, während der andere Zusammenschaltpunkt 9b an die Basis des Transistors 1 geführt ist. Die Basis des Transistors 3, die als Zwischenpunkt des aus diesem Transistor gebildeten kapazitiven Spannungsteilers anzusehen ist, ist hochfrequenzmässig mit dem Emitter des Transistors 1 verbunden. Die bis jetzt beschriebene Schaltung schwingt auf der durch denSchwingkreis (2,3) bedingten Frequenz.

   Eine Begrenzung des Collektorstroms wird bei dieser Schaltung durch den Widerstand 4 sowie durch eine relativ kleine Spannung zwischen den Klemmen 6 bewirkt. Zur Änderung der Schwingfrequenz wird die Spannung zwischen den Klemmen 7 variiert.



  Der Kondensator 8 verhindert lediglich, dass die an den Klemmen 7 angelegte Spannung auf den Transistor 1 einwirken kann. Bei der Variation der Spannung an den Klemmen 7 wird das Verhältnis der Basis-Emitterkapazität des Transistors 3 zu der Basis-Collektorkapazität nur unwesentlich geändert. Hierdurch bleibt der Rückkopplungskoeffizient der Schaltung weitgehend konstant.



   Die in der Figur 1 dargestellte Schaltung wird vorteilhaft bei Endoradiosonden angewendet, und zwar insbesondere bei solchen Sonden, die zur Messung des Säuregehalts (pH-Wertes) dienen. Gegenüber den bis jetzt bekannten Schaltungen für Endoradiosonden scheint die Verwendung der beschriebenen Schaltung auf den ersten Blick rückschrittlich zu sein, denn obwohl  bekanntlich die Forderung besteht, die Sonde möglichst klein und vor allem auch billig herzustellen, sind bei dieser Schaltung zwei Transistoren pro Sonde notwendig, während bei allen bisherigen Sonden nur ein Transistor eingebaut wurde. Die Vergrösserung der Zahl der Transistoren scheint den obigen Forderungen entgegenzulaufen. In der Figur 2 der Zeichnung ist eine   bekannte Schaltung    für eine Sonde dargestellt.

   Es handelt sich bei dieser Schaltung um eine induktive Dreipunktschaltung, deren Betriebsspannung an den Batterieelek  troden 11    und 12 abgegriffen wird. Der Schwingkreis der Schwingschaltung der Figur 2 wird aus der Induktivi  tät 13, dem I Kondensator 14 sowie der Basis-Collektor-    kapazität des Transistors 15 gebildet. Die Frequenz änderung des Oszillators wird durch   die Änderung    dieser Basis-Collektorkapazität mit Hilfe der Änderung der Spannung zwischen den Elektroden 16 und 11 bewirkt. Da die Elektrode 16 eine Antimonelektrode und die Elektrode 11 eine Silberchloridelektrode ist, ist die Spannungsänderung zwischen diesen Elektroden von dem pH-Wert des   Magen- bzw.    Darminhalts abhängig.



  Die Elektrode 11 ist bei dieser Schaltung sowohl Teil des pH-Fühlers (11 und 16) als auch der Batterie (11, 12). Wie die Elektroden aufzubauen bzw. anzuordnen sind, ist bereits bekannt und braucht hier nicht mehr erläutert werden.



   Will man die Doppelausnutzung der einen Elektrode, was aus Gründen der Einfachheit wünschenswert ist, beibehalten, so ist es aus Polaritätsgründen notwendig, als Transistor für die dargestellte Schaltung einen pnp Transistor zu verwenden. Derartige Transistoren sind jedoch gegenüber npn-Transistoren heute sehr teuer. npn-Siliziumtransistoren sind derzeit sehr billig erhältlich und es ist aus diesem Grund wünschenswert, derartige Transistoren für die Sondenschaltung zu verwenden.



  Wie bereits gesagt, ist dies nicht ohne weiteres möglich.



  Möglich wird dies jedoch, wenn man eine Sondenschaltung, wie in Figur 1 dargestellt, verwendet. Dort sind beide Transistoren npn-Transistoren. Da diese Transistoren sehr billig sind, bringt selbst die Verwendung von zwei Transistoren eine Verbilligung der Sonde mit sich. Aber auch das zur Unterbringung der Schaltelemente notwendige Volumen wird bei der erfindungsgemässen Ausführung nicht vergrössert. Bei der bekannten Schaltung waren ein Transistor, drei Kapazitäten und ein Widerstand neben der Spule unterzubringen, an deren Stelle nunmehr zwei Transistoren, zwei Widerstände und eine Kapazität treten. Die Elementenzahl wurde somit nicht vergrössert.



   Aus den obigen Ausführungen geht hervor, dass bei Verwendung der erfindungsgemässen Schaltung entgegen den Erwartungen das Volumen der Sonde nicht vergrössert werden muss und der Preis für die Sonde sogar wesentlich verringert werden kann. Ausserdem tritt noch der Vorteil auf, dass der pH-Fühler nunmehr an einen hochohmigen Eingang angeschaltet wird, was sich vorteilhaft auf die Wirkungsweise der Schaltung auswirkt. Bei Verwendung der   erfindnngsgemässen    Schaltung kann somit die Sonde fortschrittlicher gestaltet werden. Der Temperaturkoeffizient der bekannten Sondenschaltung wird hier ausserdem durch das Ge  geneinanderiaufen    des Temperaturkoeffizienten der Schaltung und des Temperaturkoeffizienten der Batterie nahezu aufgehoben.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Kapazitive Dreipunktschaltung mit elektronisch steuerbarer Resonanzfrequenz des Schwingkreises, dadurch gekennzeichnet, dass als Kapazitäten des kapazitiven Spannungsteilers die Basis-Emitter- und Basis-Collektorstrecke eines im Sperrbereich betriebenen Transistors dienen, wobei diese beiden Kapazitäten durch Änderung der Spannungen zwischen Basis und Emitter bzw. Basis und Collektor veränderbar sind.

   II. Verwendung der Dreipunktschaltung nach Patentanspruch I in einer Endoradiosonde.

   UNTERANSPRUCH Verwendung der Dreipunktschaltung nach Patentanspruch II zur Messung des Säurewertes, wobei die eine Elektrode der Speisebatterie gleichzeitig einen Teil des pH-Messteils bildet.