DD150822A5

DD150822A5 - THROUGH A CONTROL VOLTAGE IN ITS FREQUENCY REABLE OSCILLATOR

Info

Publication number: DD150822A5
Application number: DD22049580A
Authority: DD
Inventors: Alvin R Balaban; Steven A Steckler
Original assignee: Rca Corp
Priority date: 1980-04-16
Filing date: 1980-04-16
Publication date: 1981-09-16

Abstract

Beschrieben wird eine in der Frequenz veraenderbare Oszillatorschaltung mit einem Oszillatorteil, der an einen Phasenschieber und an ein in seiner Verstaerkung steuerbares Element zur Beeinflussung der Groesze des dem Oszillator wieder zugefuehrten phasenverschobenen Signals gekoppelt ist. Der Oszillator enthaelt einen ersten und einen zweiten Transistor, die mit ihren Emittern an eine Stromquelle angeschlossen sind. Die Emitter eines dritten und eines vierten Transistors sind mit der Basis des ersten bzw. zweiten Transistors verbunden. Die Basis des dritten Transistors ist an eine Spannungsquelle und die Basis des vierten Transistors an den Kollektor des ersten Transistors zur Bildung einer schwingungsfaehigen Rueckkopplungsschleife angeschlossen. Zwischen dem Kollektor des ersten Transistors und der Spannungsquelle befindet sich ein Parallelresonanzkreis, welcher die frequenzempfindliche Phasencharakteristik der Schleife bestimmt, durch welche die Ruhefrequenz festgelegt wird. Der Phasenschieber ist an einem Punkt der Rueckkopplungsschleife angeschlossen. Das in seiner Verstaerkung steuerbare Element ist mit dem Ausgang des Phasenschiebers verbunden.Disclosed is a variable frequency oscillator circuit with an oscillator part which is coupled to a phase shifter and to a controllable in its amplification element for influencing the Greatness of the oscillator fed back phase-shifted signal. The oscillator contains a first and a second transistor, which are connected with their emitters to a power source. The emitters of a third and a fourth transistor are connected to the base of the first and second transistors, respectively. The base of the third transistor is connected to a voltage source and the base of the fourth transistor is connected to the collector of the first transistor to form a resonant feedback loop. Between the collector of the first transistor and the voltage source is a parallel resonant circuit, which determines the frequency-sensitive phase characteristic of the loop, by which the rest frequency is determined. The phase shifter is connected at one point of the feedback loop. The controllable in his gain element is connected to the output of the phase shifter.

Description

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Durch eine Steuer3pannung in seiner Frequenz veränderbarer OszillatorBy a Steuer3pannung in its frequency variable oscillator

Field of application of the invention »

Die Erfindung betrifft einen durch eine Steuerspannung in seiner Frequenz veränderbaren Oszillator.The invention relates to a variable by a control voltage in its frequency oscillator.

Characteristic of the known technical solutions;

Bei Fernsehempfängern wird die sich wiederholende Horizontal- und Vertikalablenkung еіпез Elektronenstrahls zur Bildung eines Rasters mit Horizontal- und Vertikalsynchronimpulsen synchronisiert, die in zeitlicher Relation zur wiederzugebenden Information auftreten. Damit man eine kontinuierliche Ablenkung auch bei fehlender Siganlführung erhält, wird die Horizontalablenkung durch einen Oszillator gesteuert, der mit denim Videosignalgemisch enthaltenden Synchronimpulsen synchronisiert ist und bei Fehlen von Synchronimpulsen frei schwingt. Bei früheren Fernsehempfängern wurden die Oszillatoren direkt durch das Synchronsignal syn-In television receivers, the repetitive horizontal and vertical deflection of the electron beam is synchronized with horizontal and vertical synchronizing pulses to form a raster which are in temporal relation to the information to be reproduced. In order to obtain a continuous deflection even in the absence of signal guidance, the horizontal deflection is controlled by an oscillator which is synchronized with the sync pulses containing the composite video signal and oscillates freely in the absence of sync pulses. In previous television receivers, the oscillators were directly synchronized by the sync signal.

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chronisiert, etwa durch Injektionssynchronisation. Damit dies in zuverlässiger V/eise vor sich ging, mußte die Freilauffrequenz des Oszillators dicht bei der Horizontalablenkfreuqnz liegen. Wegen mit direkter Synchronisation verbundenen Störungsproblemen hat sich die indirekte Synchronisation in der Praxis eingeführt. Hierbei wird ein Oszillator mit einem Phasendetektor und einem Filter in einer Gegenkopplungsphasenverriegelungsschleife zusammengeschaltet, in welcher das 0szillatorausgang3signal mit dem zeitlichen Mittel der Synchronisierimpulse synchronisiert wird. Die Phasenverriegelungsschleife läßt einen endlichen Phasenfehler zwischen dem Oszillatorsignal und dem gemittelten Synchronsignal zu, der mit abnehmender Schleifenverstärkung der Phasenverriegelungsschleife zunimmt. Zur Verringerung des Phasenfehlers ist es wünschenswert, die Freilauffrequenz des Oszillators so nah wie möglich an die Ablenkfrequenz (bei NTSC-Empfängern näherung3weise 15,734 kHz) zu legen. Es ist im allgemeinen erwünscht, die Notwendigkeit von Justierungen dew Horizontalhaltebereich3 (Oszillatorfrequenz) zu vermeiden, und damit eine solche Halteeinstellung überflüssig wird, müssen die automatischen Frequenz- und Phasenregelschaltungen (AFPC), zu denen die Phasenregelschleife gehört, unter allen Temperatur- und auch extremen Toleranzbedingungen, mit denen zu rechnen ist, zuverlässig und reproduzierbar arbeiten. Der spannungsgesteuerte Oszillator in einer solchen Regelschleife muß stabil sein und muß einen bestimmten Änderungsbereich und -grad haben.chronized, for example by injection synchronization. For this to happen in a reliable manner, the freewheeling frequency of the oscillator had to be close to the horizontal deflection frequncy. Due to interference problems associated with direct synchronization, indirect synchronization has been introduced in practice. In this case, an oscillator is interconnected with a phase detector and a filter in a negative feedback phase-locked loop, in which the oscillator output 3 signal is synchronized with the time average of the synchronizing pulses. The phase lock loop allows a finite phase error between the oscillator signal and the averaged sync signal, which increases with decreasing loop gain of the phase locked loop. To reduce the phase error, it is desirable to set the freewheeling frequency of the oscillator as close as possible to the deflection frequency (approximately 15.734 kHz for NTSC receivers). It is generally desirable to avoid the need for adjustments in the horizontal stop region 3 (oscillator frequency), and to avoid such a stop setting, the automatic frequency and phase control circuits (AFPC), which include the phase locked loop, must be under all temperature and extreme conditions Tolerance conditions that are expected to work reliably and reproducibly. The voltage controlled oscillator in such a control loop must be stable and must have a certain range of change and degree.

RC- oder Sägczahno3zillaotren sind im Vergleich zu LC-Oszillatoren weder temperatur- noch zeitstabil. Kristalloszillatoren, wie sie in den US-PS 4 020 500 und 3 054 96? beschrieben sind, sind zwar stabil, aber sie lassen sich nur schwierig genügend weit in der Frequenz ziehen, wie es zur Synchronisierung nit nicht normgerechten Synchronisiersig-RC or Sägeczahno3zillaotren are compared to LC oscillators neither temperature nor time stable. Crystal oscillators as described in US Pat. Nos. 4,020,500 and 3,054,996. Although they are stable, they are difficult to pull sufficiently far in frequency as is necessary for synchronization with non-standard synchronizing signals.

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nalen erforderlich ist, wie sie von Heimvideokameras oder Videobandgeräten geliefert werden. Unter den verschiedenen LC-Oszillatoren haben diejenigen mit Reihenresonanzkreisen eher eine niedriegere Qualität (was die Güte Q anbetrifft) und sie sind daher stärker verlustbehaftet und weniger stabil als äquivalente Parallelreoonanzschaltungen. Ein Reihenresonanzoszillator ist in der US-PS 4 055 817 beschrieben.required by home video cameras or video tape recorders. Among the various LC oscillators, those with series resonant circuits tend to have a lower quality (in terms of Q quality) and are therefore more lossy and less stable than equivalent parallel resonant circuits. A series resonant oscillator is described in U.S. Patent No. 4,055,817.

Von den Parallelresonanz-LC-Schaltungen sind diejenigen, welche eine reaktive Impedanztransformation zur Erzielung ©iner hohen Gute Q erhalten, also etwa solche, die mit kapazitiven Spannungsteilern gemäß der US-PS 3 553 459 arbeiten, unzweckmäßig, weil sie kompliziert sind und eine große Anzahl von Bauelementen benötigen.Of the parallel resonant LC circuits, those which receive reactive impedance transformation to achieve high Q, such as those operating with capacitive voltage dividers disclosed in US Pat. No. 3,553,459, are impractical because they are complex and large Need number of components.

Eine größere Zuverlässigkeit bei komplexen Schaltungen, wie etwa AFPC-Schleifen, erhält man, wenn man den größeren Teil der Schaltung in Form einer integrierten Schaltung ausbildet· Oszillatoren mit Parallelresonanztankkreisen, die zwischen den Kollektoren eines Differenzverstärkertransistorpaares geschaltet sind, eigenen sich normalerweise nicht für integrierte Schaltungen, weil sie eine große Anzahl von Schaitungsanschlüssen oder Verbindungspunkten zwischen dem IC und dem externen Tankkreis erfordern. Bei denjenigeb integrierten Schaltungen, bei welchen die Anzahl benötigter Anschlußflächen verringert ist durch Anschließen eines Endes des Tankkreises an ein Bezugspotential, das auch noch andererseits für den Betrieb der integrierten Schaltung benötigt wird, kann die Zusammenschaltung der Eingangsimpedanz des Oszillators und der externen Last so niedrig werden, daß die Güte Q des Tankkreises beeinträchtigt wird.Greater reliability in complex circuits, such as AFPC loops, is obtained by forming the larger part of the integrated circuit circuit. Parallel resonant tank oscillators connected between the collectors of a differential amplifier transistor pair are not normally suitable for integrated circuits because they require a large number of circuit connections or connection points between the IC and the external tank circuit. In those integrated circuits in which the number of pads required is reduced by connecting one end of the tank circuit to a reference potential, which is still required for the operation of the integrated circuit, the interconnection of the input impedance of the oscillator and the external load can be so low in that the quality Q of the tank circuit is impaired.

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Die Transistoren des Oszillators sollen möglichst nicht im nichtlinearen oder Sättigungsbetrieb arbeiten, damit man eine maximale Stabilität und minimale Kurνenfоrmverzerrungen erhält. Eine Schaltung, welche dies durch Anwendung einer automatischen Verstärkungsregelschaltung (AGC) erreicht, ist in der US-PS 3 649 929 beschrieben. Die Verstärkungsregelschaltung korrigiert die Toleranzen oder temperatur- und zeitabhängige Änderungen der Werte der verschiedenen Bauelemente, welche den Arbeitspunkt des Oszillators soweit zu verschieben suchen, daß ITichtlinearitäten auftreten. Eine Verstärkungsregelschaltung erfordert jedoch zusätzlich Schaltungsteile einschließlich Integrationskondenoa&oren. Solche Kondensatoren eignen sich aber nicht für integrierte Schaltungen.If possible, the transistors of the oscillator should not operate in non-linear or saturation mode, so that maximum stability and minimum distortion are obtained. A circuit that achieves this by using an automatic gain control circuit (AGC) is described in U.S. Patent No. 3,649,929. The gain control circuit corrects the tolerances or temperature and time dependent variations in the values of the various devices which seek to shift the operating point of the oscillator to such an extent that non-linearities occur. However, a gain control circuit additionally requires circuit parts including integration capacitors. Such capacitors are not suitable for integrated circuits.

Object of the invention:

Mit der Erfindung soll ein frequenzveränderbarer Oszillator, der mit ungesättigten Transistoren arbeitet und keine automatische Verstärkungsregelschaltung benötigt, geschaffen werden, ferner soll diese Oszillatorschaltung einen Parallelreaonanz-Tankkreis verwenden, bei dem die auf den IPankkreis einwirkende Impedanz so hocht ist, daß sich die Güte Q durch externe LC-Komponenten und einen externen 'Widerstand beeinflussen läßt, und bei der der Tankkreis die Schaltung nicht belastet. Ferner soll die Schaltung bei der Mittenfrequenz des Tankkreises schwingen, wenn die Frequenzregelschaltung Hull ist, damit die Frequenzregelkenn-*· linie symmetrisch wird und die Mittenfrequenzdrift möglichst klein ist.The invention is a frequency-variable oscillator, which operates with unsaturated transistors and does not require automatic gain control circuit to be created, also this oscillator circuit should use a parallel resonant tank circuit in which the impedance acting on the IPankkreis impedance is so high that the quality Q through external LC components and an external 'resistance can be influenced, and in which the tank circuit does not load the circuit. Further, the circuit is to oscillate at the center frequency of the tank circuit when the frequency control circuit is Hull, so that the Frequenzregelkenn- * · line is symmetrical and the center frequency drift is as small as possible.

Explanation of the essence of the invention:

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält ein frequenzveränderbarer Oszillator, der sich mitAccording to a preferred embodiment of the invention, a variable-frequency oscillator that deals with

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einer Steuerspannung regeln läßt, einen ersten und einen zweiten Transistor mit je Basis- und Kollektorelektroden. Die Emitter des ersten und zweiten Transistors sind zusammengeschaltet und mit einer Stromquelle verbunden. Der dritte und der vierte Transistor, die ebenfalls je Basis-Und Emitterelektroden aufweisen, sind mit ihren Emitterelektroden an die Basen des ersten bzw. zweiten Transistors angeschlossen. Die Basis des dritten Transistors ist an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossen, die Basis des vierten Transistors ist zur Bildung einer schwingungsfähigen Mitkopplungsschleife an den Kollektor des ersten Tranaistors angekoppelt. Ein Parallelresonanzkreis liegt zwischen dem Kollektor des ersten Transistors und der Spannung3quelle zur Bildung einer frequenzempfindlichen Pha3encharaktiristik in der Schleife. Ein einstellbares Phasenverschiebungsglied ist mit einem Eingang an einen ersten Punkt der Mitkopplungsschleife und mit einem Ausgang an einen zweiten Punkt der Mitkopplungsschleife angeschlossen und entnimmt aus dieser am ersten Punkt ein Oszillatorsignal, das nach Phasenverschiebung unter Steuerung durch die Regelspannungsquelle zur Stabilisierung der Oszillatorfrequenz am zweiten Punkt wieder in die Mitkopplungsschleife eingeführt wird.a control voltage can regulate a first and a second transistor, each with base and collector electrodes. The emitters of the first and second transistors are connected together and connected to a power source. The third and the fourth transistor, which also each have base and emitter electrodes, are connected with their emitter electrodes to the bases of the first and second transistors, respectively. The base of the third transistor is connected to an operating voltage source, the base of the fourth transistor is coupled to the collector of the first tranaistor to form a vibratory positive feedback loop. A parallel resonant circuit is connected between the collector of the first transistor and the voltage source to form a frequency-sensitive phase characteristic in the loop. An adjustable phase shifter is connected to an input at a first point of the feedforward loop and at an output to a second point of the feedforward loop and extracts therefrom at the first point an oscillator signal, after phase shifting under the control of the control voltage source to stabilize the oscillator frequency at the second point is introduced into the positive feedback loop.

Ausführunnobeispiclc:

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen dieIn the accompanying drawings show the

Pig. la: die Schaltung einer Phasenverriegelungsbis Ic: schleife zur Verwendung in einem Fernsehempfänger gemäß der Erfindung und diePig. 1a shows the circuit of a phase-locking biscuit for use in a television receiver according to the invention and FIGS

Pig. 2: alternative Ausführungsformen der Anordnung und 3: gemäß Pig. I.Pig. 2: alternative embodiments of the arrangement and FIG. 3: according to Pig. I.

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Pig. la zeigt allgemein einen Oszillator 10, der bei einer Nominalfrequenz arbeitet, welche durch einen Tankkreis bestimmt wird. Ein Ausgangssignal des Oszillators wird über eine Phasenschieberschaltung 50 einer Multiplizierschaltung 60 zugeführt, die als Verstärker mit veränderbarer Verstärkung zur Bestimmung der Amplitude und Richtung der Phasenverschiebung des dem Oszillator wieder zugeführten Signals dient. Ein anderes Ausgangssignal des Oszillators wird einem Phasendetektor 100 zugeführt, der es mit einem Synchronisiersignal, wie etwa den von der Synchronsignaltrennschaltung eines Fernsehempfängers gelieferten Horizontalsynchronsignalen, vergleicht. Das Ausgangssignal des Phasendetektors wird gefiltert und als Regelspannung der IJultiplizierschaltung 60 zur Frequenz- und Phasenregelung des Oszillators 10 zugeführt.Pig. 1a generally shows an oscillator 10 operating at a nominal frequency determined by a tank circuit. An output signal of the oscillator is supplied via a phase shifter circuit 50 to a multiplier circuit 60 which serves as a variable gain amplifier for determining the amplitude and direction of the phase shift of the signal fed back to the oscillator. Another output of the oscillator is supplied to a phase detector 100 which compares it with a synchronizing signal such as the horizontal synchronizing signals supplied from the synchronizing signal separating circuit of a television receiver. The output of the phase detector is filtered and supplied as a control voltage of the IJultiplizierschaltung 60 for frequency and phase control of the oscillator 10.

Der Oszillator 10 enthält einen ersten und einen zweiten NPN-Transistor 11 und 12, welche miteinander emittergekoppelt sind. Den zusammengeschalteten Emittern wird ein Strom von einer Stromquelle zugeführt, welche aus einem zw.ischen die Emitter und Masse geschalteten Widerstand besteht. Ein dritter und ein vierter 1TP1I-Tran3istor 13 und 14 sind mit ihren Emittern an die Basen der Transistoren 11 bzw. 12 angeschlossen. Die Вазіз des als Diode geschalteten Transistors 13 ist an einen Zwischenanschluß 18 zwischen der Schaltung, wenn diese аіз integrierte Schaltung ausgeführt ist, und einer äußeren Spannungsquelle B+ angeschlossen. Die Basis de3 Transistors 14 liegt am Kollektor des Transisitors 11, und diese beiden sind mit einem Zwischenanschluß 20 verbunden. Es wird eine Mitkopplungsschleife gebildet durch einen Strompfad, der vom Kollektor des Transistors 11 über die Baais-Emitter-Strecken der Transistoren 14 und 12 und zurück über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 11 verläuft, und diese Mitkopplungsschleife kann schwingen.The oscillator 10 includes first and second NPN transistors 11 and 12, which are emitter coupled together. The interconnected emitters a current is supplied from a power source, which consists of a zw.isch the emitter and ground connected resistor. A third and a fourth 1TP1I Tran3istor 13 and 14 are connected with their emitters to the bases of the transistors 11 and 12, respectively. The value of the diode-connected transistor 13 is connected to an intermediate terminal 18 between the circuit, when implemented as an integrated circuit, and an external voltage source B +. The base de3 transistor 14 is located at the collector of the transisitor 11, and these two are connected to an intermediate terminal 20. A positive feedback loop is formed by a current path extending from the collector of the transistor 11 across the Baais-emitter paths of the transistors 14 and 12 and back across the collector-emitter path of the transistor 11, and this positive feedback loop can oscillate.

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Der Kollektor des Transistors 12 ist so geschaltet, daß er den Eingangsstrom eines als Diode geschlateten PlTP-Transistors 22 führt, der zusammen mit einem weiteren PlTP-Transistor 24 als Stromspiegel geschaltet ist. Der Ausgangsstrom des Stromspiegels wird vom Kollektor des Transistors 24 an einen als Block dargestellten Phasendetektor 100 geliefert. Die Transistoren 13 und 14 arbeiten im Ienearen Teil ihrer Kennlinie und werden durch Widerstände 26 bzw. 38 vorgespannt, welche ihre Emitter mit Masse verbinden. Die Betriebsfrequenz der Mitkopplungsschleife wird durch einen zwischen die Anschlüsse 18 und 20 geschalteten Tankkreis 40 bestimmt. Dieser Tankkreis enthält eine Induktivität 42, welche parallel zu einer Kapazität 44 liegt. Die Güte Q des Kreises kann durch einen über die Induktivität 42 geschalteten externen Widerstand 46 herabgesetzt werden.The collector of the transistor 12 is connected so that it carries the input current of a slotted as a diode PlTP transistor 22, which is connected together with another PlTP transistor 24 as a current mirror. The output current of the current mirror is supplied from the collector of the transistor 24 to a phase detector 100 shown as a block. The transistors 13 and 14 operate in the Ienearen part of their characteristic and are biased by resistors 26 and 38, which connect their emitter to ground. The operating frequency of the positive feedback loop is determined by a tank circuit 40 connected between the terminals 18 and 20. This tank circuit contains an inductor 42, which is parallel to a capacitor 44. The quality Q of the circuit can be reduced by an external resistor 46 connected via the inductance 42.

An einem niederohmigen Punkt, nämlich am Emitter des Transistors 14 wird der LIitkopplungsschleife des Oszillators 10 ein Ausgangasignal entnommen, das über einen Kondensator 52 der Phasenschieberschaltung 50 dem Eingang einer Multiplizierschaltung 60, nämlich der Вазіз eines ITPIT-Transistors 62, zugeführt wird. Die Eingangsirmedanz der Multiplizierachaltung 60 trägt in Verbindung mit ihren Vorspannungswiderständen zur Bestimmung der Phasenverschiebung der Phasenschieberschaltung 50 bei. Der Kollektor аез Transistors 62 i3t an die Spannungsquelle B+ angeschlossen, sein Emitter liegt an der Basis de3 NPIT-Tranoistors 66 und außerdem über einen Widerstand 64 an Ыаззе. Der Transistor 66 bildet mit einem ITPIT-Transistor 68 ein emittergekoppeltes Paar, dessen zusammengeochalteten Emittern Strom von einem Widerstand 70 zugeführt wird, der zwischen diesen Emittern und blasse liegt. Ein Spannungsteiler 72 mit Widerständen 74 und 76 liegt zwischen dem Anschluß 18 und Masse, und die an seinem Abgriff entstehende Spannung wirdAt a low-resistance point, namely at the emitter of the transistor 14, the output loop of the oscillator 10 is taken from an output signal, which is fed via a capacitor 52 of the phase shifter circuit 50 to the input of a multiplier circuit 60, namely the Vaz_z of an ITPIT transistor 62. The input impedance of the multiplier circuit 60, in conjunction with its bias resistances, contributes to determining the phase shift of the phase shifter circuit 50. The collector of the transistor 62 i3t connected to the voltage source B +, its emitter is located at the base de3 NPIT Tranoistors 66 and also via a resistor 64 to Ыаззе. The transistor 66 forms an emitter-coupled pair with an ITPIT transistor 68, whose common emitters are supplied with current from a resistor 70 which lies between these emitters and is pale. A voltage divider 72 with resistors 74 and 76 is connected between terminal 18 and ground, and the voltage developed at its tap becomes

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der Basis des HPII-Transistors 80 über einen Widerstand 82 zugeführt. Der Kollektor des Transistors 80 liegt an der Sapnnung B+ und sein Emitter ist an die Вазіа de3 Transistors 68 und über einen Widerstand 84 an Masse geführt. Die Schaltung mit den Widerständen 62 bis 80 dient als Paraphasenveratärker, der ein erdunsymmetrische3 phasenverschobenea Eingangssignal in zwei gegenphasige Signale an den Kollektoren der Transistoren 66 und 68 zur Gegentaktansteuerung des restlichen Teils der Llultiplizierschaltung 60 umwandelt.the base of the HPII transistor 80 via a resistor 82 is supplied. The collector of the transistor 80 is connected to the voltage B + and its emitter is connected to the Waz de 3 transistor 68 and via a resistor 84 to ground. The circuit comprising resistors 62 to 80 serves as a parasitic amplifier which converts an earth-balanced phase-shifted input signal into two out-of-phase signals at the collectors of transistors 66 and 68 for push-pull driving of the remainder of the multiplier circuit 60.

Der Kollektor des Transistors 66 liegt an den zusammengeschalteten Emittern der IJPIJ-Transistoren 86 und 88, und der Kollektor des Transistors 68 liegt an den zusammengeschalteten Emittern dor HPlI-Transistoren 90 und 92. Die Basen der Transisotron 88 und 92 sind zur Bildung einer Hälfte des Differenzsteuereingangs de3 Dämpfungsveränderungsabschnittes der Llultiplizierschaltung 60 zusammgengeschaltet und die Basen der Transistoren 86 und 90 sind zur Bildung der anderen Hälfte -des Differenzoingang3 zusammengeschaltet. Der Differenzsteuercingang für die Transistoren 86 bis 92 ist an den Ausgang eines аіз Block dargestellten Pilterkrei3es 110 angeschlossen. Die Kollektoren der Transistoren 86 und 92 sind zur Bildung des Ausgangs der I.Iultiplizierschaltung 60 zuoaramengeschaltet und am Kollektor des Transistors 11 mit der Iuitkopplung3-schleife des Oszillators 10 gekoppelt. Die Kollektoren der Transistoren 88 und 90 sind zu3ammgengeschaltet und liegen am Anschluß 18.The collector of the transistor 66 is connected to the interconnected emitters of the IJPIJ transistors 86 and 88, and the collector of the transistor 68 is connected to the interconnected emitters of the HPII transistors 90 and 92. The bases of the Transisotron 88 and 92 are to form a half of Differential control input de3 attenuation changing section of the Llultiplizierschaltung 60 and the bases of the transistors 86 and 90 are interconnected to form the other half of the Differenzoingang3. The differential control input for the transistors 86 to 92 is connected to the output of a block of mushrooms 110 shown in block. The collectors of the transistors 86 and 92 are zuoaramengeschaltet to form the output of I.Iultiplizierschaltung 60 and coupled to the collector of the transistor 11 to the Iuitkopplung3 loop of the oscillator 10. The collectors of transistors 88 and 90 are connected in series and are connected to terminal 18.

Die Phasenverriegelung3schleife wird vervollständigt durch den Anschluß des Ausgangs des Phasendetektors 100 an den Eingang der Filterschaltung 110. Ein zweiter Eingang des Pha3endetektors 100 ist an eine nicht dargestellte Synchronsignalschaltung angeschlossen, зо daß für ein Hach-The phase lock loop is completed by the connection of the output of the phase detector 100 to the input of the filter circuit 110. A second input of the phase detector 100 is connected to an unillustrated synchronizing signal circuit, зо, that for a Hach-

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laufen des Frequenz und Phase dea Oszillators IO nach den Synchronsignalen gesorgt ist. Die Betriebsweise eines Phasenverriegelungaschleife ist im Stande der Technik bekannt und braucht hier nicht im einzelnen erläutert zu werden. Ebenso sind Multiplizierschaltungen wie die Schaltung 60 bekannt, wofür als Beispiel auf die bereits erwähnte US-PS 4 020 500 verwiesen aei. Die Betriebsweise des Oszillators 10 wird unter Zuhilfenahme der Pig. Ib und Ic verständlich. Pig. Ib zeigt in etwa funktionsmäßig das Wechselstromersatzschaltbild des Oszillators 10. Die niederohmigen Quellen sind als Masse angesetzt worden und die Vorspannungsverhältnisse sind vernachlässigt. Die Anordnung gemäß Pig. Ib zeigt sich als Oszillator in Basisgrundschaltung mit einem Durchlaßstromweg vom Kollektor zum Emitter des Transistors 11, und der Rückkopplungsweg enthält die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren und 14 und die Widerstände 16 und 28. Der Widerstand 28 und der Transistor 14 bilden einen Emitterfolger ebenso wie der ''Widerstand 16 mit dem Transistor 12. Die hintereinandergeschalteten Emitterfolger bilden eine Transistorechaltung, deren effektive Basis an der Basis des Transistors 14 und deren effektiver Emitter am Emitter des Transistors 12 liegt und die die effektive Impedanz am Emitter des Transistors 11 heraufsetzt und dadurch die Belastung de3 Tankkreises 14 verkleinert, so daß seine Güte Q durch LC-Komponenten und/oder den Widerstand 46 bestimmt ist.run the frequency and phase dea oscillator IO after the sync signals is taken care of. The operation of a phase lock loop is well known in the art and need not be discussed in detail here. Similarly, multiplying circuits such as the circuit 60 are known, for which reference is made, for example, to the already mentioned US Pat. No. 4,020,500. The operation of the oscillator 10 is with the aid of Pig. Ib and Ic understandable. Pig. Ib is approximately functionally showing the AC equivalent circuit of the oscillator 10. The low-resistance sources have been set as ground and the bias ratios are neglected. The arrangement according to Pig. Ib is shown to be a basic base circuit oscillator with a forward current path from the collector to the emitter of transistor 11, and the feedback path includes the base-emitter junctions of transistors 14 and resistors 16 and 28. Resistor 28 and transistor 14 form an emitter follower as well as the '' resistor 16 to the transistor 12. The series-connected emitter followers form a transistor circuit whose effective base at the base of the transistor 14 and its effective emitter at the emitter of the transistor 12 and which increases the effective impedance at the emitter of the transistor 11 and thereby the load de3 tank circuit 14 is reduced, so that its quality Q is determined by LC components and / or the resistor 46.

Pig. lc zeigt die Vorspannungsschaltung für den Oszillator 10, wobei die Y/echnelstrompfade nicht gezeigt sind. Wie man sieht, erfolgt die Vorspannung im wesentlichen symmetrisch. Die Ruhespannung am Kollektor des Transistors ist B+, seine Basisspannung liegt um 1 V, und seine Emitterspannung um 2 V_be unterhalb von B+. Auf diese Weise kann die Spannung am Kollektor des Transistors 11 sich über fast 4 V^_e verändern, ohne daß der Transistor 11 gesättigt wird.Pig. 1c shows the bias circuit for the oscillator 10 with the Y / current paths not shown. As you can see, the bias voltage is essentially symmetrical. The quiescent voltage at the collector of the transistor is B +, its base voltage is around 1 V, and its emitter voltage is 2 V _be below B +. In this way, the voltage at the collector of the transistor 11 can vary over almost 4 V ^ _e , without the transistor 11 is saturated.

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Dadurch werden Veränderungen der Güte Q des Tankkreises, temperatur- und/oder zeitabhängige Änderungen in der Sättigungsspannung des Transistors 11 oder im Wert des Widerstandes l6 im Vergleich zur gewünschten Signalampiitude verringert. Da diese unerwünschten Schwankungen der Schaltungsparameter sich bei der erfindungsgemäßen Schaltung nicht kritisch auswirken, besteht keine llotwendigkeit für eine Verstärkuungsregelschaltung zur Einhaltung eines genauen Ausgangspegels.As a result, changes in the quality Q of the tank circuit, temperature and / or time-dependent changes in the saturation voltage of the transistor 11 or in the value of the resistor 16 are reduced compared to the desired signal amplitude. Since these undesirable variations in the circuit parameters are not critical in the inventive circuit, there is no need for a gain control circuit to maintain an accurate output level.

Bei Ausbildung in integrierter Schaltung hat die Anordnung gemäß Fig. la auch den Vorteil der Einsaprung von Fläche auf dem SchaltungsplUttchen. Da die Kollektoren der Transistoren 11, 86 und 92 zusammengeschaltet sind, kann man eine einzige Isolationsinsel verwenden, welche in das monolithische Halbleiterplättchen diffundiert ist, um die Kollektoren vom Substrat zu trennen. Die praktische Symmetrie der Schaltung und die geringe Belastung des Тапккгеізез erlauben einen Betrieb des Oszillators bei der Llittenfredes Тапккгеізез, wenn die Regelspannung für die Llultiplizierschaltung den V/ert Hull hat. Dies trägt dazu bei, die Frequenzänderungscharakteri3tik des spannungsgesteuerten Oszillators symmetrisch zu machen, und die3 ist für Fernsehanwendungen besonders vorteilhaft.When embodied in an integrated circuit, the arrangement according to FIG. 1a also has the advantage of embedding surface on the circuit board. Since the collectors of the transistors 11, 86 and 92 are interconnected, one can use a single isolation island that has diffused into the monolithic die to separate the collectors from the substrate. Practical symmetry of a circuit and low loading of Тапккгеізез allow operation of the oscillator at Llittenfredes Тапккгеізез, if the control voltage for a multiplying circuit has the value Hull. This helps to make the frequency change characteristic of the voltage controlled oscillator symmetrical, and the 3 is particularly advantageous for television applications.

Die Bestimmung der Güte Q des Кгеісез üoer die V/ahl des parallel zum Тапккгеіз 40 wirksamen V/iderstandes ermöglicht eine externe Bestimmung der Verstärkung des Oszillators.The determination of the Q-factor of the Kgеісез by means of the value of the impedance parallel to the Тапккгеіз 40 enables an external determination of the gain of the oscillator.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsforra der Erfindung, bei welcher die Vorspannungsschaltung anders ausgebildet ist, um die Möglichkeit еіпез Temperaturausgleiches zu bieten. Die Bezeichnungen der Schaltungselemente entsprechen denjenigen der Fig. 1, jedoch mit einer vorgestellten 2. Die Kollektoren der Transi3otren 212, 213 und 214 in der Schaltung gemäß Fig. 2 3ind ebenso wie in Fig. 1 an B+ angeschlossen,Fig. 2 shows an embodiment of the invention in which the bias circuit is designed differently to provide the possibility of temperature compensation. The designations of the circuit elements correspond to those of FIG. 1, but with an imaginary 2. The collectors of the transistors 212, 213 and 214 in the circuit according to FIG. 2 are connected to B + as well as in FIG.

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jedoch sind der Tankkreis, der Kollektor des Transistors 211 und die Вазеп der Transistoren 213 und 214 an eine Vorspannungsquelle 200 angeschlossen, die аіз Batterie dargestellt ist und eine niedrigere Spannung als Ы/ hat. Die Spannung am Emitterv/iderstand 216 wird bei 2 V, unterhalb des Potentials der Vorspannungsquelle 200 gehalten. Der Temperaturgang des Oszillators kann über die Einstellung der Spannung der Vorspannungsquelle 200 bestimmt werden» Beispielsweise führt eine Erhöhung der Vorspannung zu einem Anstieg derSpannung am Widerstand 216 und zu einem Ansteigen der mittleren Kollektorströme der Tansistoren 211 und 212, Der ansteigende Kollektorstrom des Transistors 211 fließt über den Resoanzkreis 240 und erhöht die Wechselspannung an diesem. Damit läßt sich die Wechselspannung am Kollektor des Transistors 212 zur Verhinderung einer Sättigung steuern.however, the tank circuit, the collector of the transistor 211 and the Vazep of the transistors 213 and 214 are connected to a bias source 200, which is shown as a battery and has a lower voltage than Ы /. The voltage at emitter junction 216 is maintained at 2V, below the potential of bias source 200. The temperature response of the oscillator can be determined by adjusting the voltage of the bias voltage source 200. For example, an increase in the bias leads to an increase in the voltage across the resistor 216 and an increase in the average collector currents of the transistors 211 and 212. The rising collector current of the transistor 211 flows over the resonant circuit 240 and increases the AC voltage at this. Thus, the AC voltage at the collector of the transistor 212 can be controlled to prevent saturation.

Die in Pig. 3 dargestellte Oszillatorschaltung ist ähnlich wie diejenige der Pig. -2, jeodch ist der Тапккгеіз noch weiter von Kopplungen isoliert, welche die Güte Q verschlechtern. Die Schaltelemente sind entsprechend Pig. I bezeichnet, jedoch mit vorgestellter 3. Da3 Au3gangssignal der als Block dargestellten Verstärkungsregelschaltung ЗбО, welche der LTultiplizierschaltung 60 in Pig. I entspricht, wird dem zusammengeschalteten Emittern der Transistoren 311 und 3k2 anstatt dem Tankkreis, wie in den Pig. I und 2, zugeführt. Diese Injektion erfolgt an einem Punkt der Mitkopplungsschleife, welche die Kollektor- Emitter-Strecke des Transistors 311 und die Basis-Emitter-Strecken der Traneisotren 312 und 314 enthält. Die Impedanz der Verstärkungsregelschaltung beeinflußt jedoch nicht den Tankkreis 314, wie dies bei der Schaltung gemäß Pig. 1 der Fall sein kann, weil die Signaleinspeisung an einem niederohmigen Punkt der Mitkopplungsschleife erfolgt. Bei der Schaltung gemäß Pig. wird der Tankkreis 340 nur durch den Kollektor de3 Tran-The one in Pig. 3 is similar to that of the pig. -2, jeodch the Тапккгеіз is still further isolated from couplings, which deteriorate the quality Q. The switching elements are corresponding to Pig. I, but with a presented third output signal of the gain control circuit ЗBO shown as a block, which of the LT multiplication circuit 60 in Pig. I corresponds to the interconnected emitter of the transistors 311 and 3k2 instead of the tank circuit, as in the Pig. I and 2, fed. This injection occurs at a point in the feedforward loop which includes the collector-emitter path of transistor 311 and the base-emitter paths of Trane isotrene 312 and 314. However, the impedance of the gain control circuit does not affect the tank circuit 314, as in the circuit according to Pig. This may be the case because the signal feed occurs at a low-impedance point of the feedforward loop. When switching according to Pig. the tank circuit 340 is only by the collector de3 Trans-

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siators 311 und die Basis des Transistors 314 belastet, während der Tankkreis 40 gemäß Fig. 1 von den Kollektoren der Transistoren 11, 86 und 92 und der Ваэіз des Transistors 14 belastet wird. Damit läßt sich die Impedanz des Tankkreises 340 und die Oszillatorschleifenverstärkung bei der Schaltung gemäß Fig. 3 in weiterem Ausmaß bestimmen.siators 311 and the base of the transistor 314, while the tank circuit 40 is loaded as shown in FIG. 1 by the collectors of the transistors 11, 86 and 92 and the Ваэіз of the transistor 14. Thus, the impedance of the tank circuit 340 and the oscillator loop gain in the circuit of FIG. 3 can be determined to a greater extent.

Es versteht sich für den Fachmann, daß man eine höhere Stabilität erreichen kann durch Vergrößerung derAnzahl der hintereinandergeschalteten Emitterfolger in der Llitkopplungsschleife. So können drei oder mehr Emitterfolger in Kaskade geschlatet werden, nach Art derFig. Ib und Ic, im Sinne einer höheren Stabilität, solange wie zusätzliche Bais-Emitter-Strecken mit der Вазіз-Eraitter-Strecke des Transisotrs 12 in Kaskade geschaltet werden, um die Vorapannungssymmetrie zu erhalten. Auch kann der Eingang des Stromspiegels 22, 24 gemäß Fig. 1 in den Kollektorkreis des Transistors 14 anstatt de3 Transistors 12 eingefügt werden·It will be understood by those skilled in the art that one can achieve greater stability by increasing the number of cascaded emitter followers in the differential loop. Thus, three or more emitter followers can be cast in cascade, in the manner ofFig. Ib and Ic, for the sake of greater stability, as long as additional bais-emitter paths are cascaded with the Вазіз-emitter path of the Transisotr 12 to obtain the pre-charge symmetry. The input of the current mirror 22, 24 according to FIG. 1 can also be inserted into the collector circuit of the transistor 14 instead of the transistor 12.

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Claims

220495 invention ace ruch

Characterized by first and second transistors (11; 211; 311 and 12; 212; 312, respectively) whose emitters are connected together and connected to a power source (16; 216; 316) by third and fourth transistors (13; 213; 313 and 14; 214; 314, respectively) whose emitters are respectively connected to the bais of the first and second transistors, while the base of the third transistor is connected to an operating voltage source (B +; 200; 300) and the base of the fourth transistor are connected to the collector of the first transistor to form a resonant feedforward loop, by a parallel resonant circuit (40; 240; 340) connected between the collector of the first transistor and the operating voltage source for determining the frequency-sensitive phase characteristic is coupled in the loop by a variable phase shifter circuit (5) connected to an input a first point of the I.Iitkopplungsschleife and with an output to a second point of the positive feedback loop is connected to the positive feedback loop at the first point to take an oscillator signal and after phase shift under the control of the control voltage to determine the oscillation frequency at a second point in the loop to re-dock

2, oscillator according to item 1, characterized in that the collectors of the second, third and fourth transistors (12, 13, 14) are connected to the operating voltage source (B +).

3 «oscillator according to item 1 or 2, characterized in that the current source comprises a resistor (16).

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4. The oscillator according to item 1, characterized in that the first point is the emitter of the fourth transistor (14).

5 "oscillator according to one of the items 1 to 4, characterized in that the second point is the collector of the first transistor (11).

6. The oscillator of item 4, characterized in that the second point of the interconnection point of the emitter of the first and second transistors (311, 312).

7. An oscillator according to any one of the preceding claims, characterized in that the emitters of the third and fourth transistors are connected via a first and a second resistor (26, 226, 326 b, 28, 228, 328, respectively) for biasing the third and fourth transistors Transistor for linear operation with a reference potential (!. Class) are connected.

The oscillator of item 1, characterized by comprising a current mirror (22; 24; 222; 224; 322; 324) whose input is connected in series with one of the collectors of the second and fourth transistors, respectively.

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