DE1084780B - Schaltungsanordnung zur Kompensation der durch Speisespannungsschwankungen verursachten Frequenzabweichungen eines Oszillators - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Kompensation der durch Speisespannungsschwankungen verursachten Frequenzabweichungen eines Oszillators Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Kompensation der durch Speisespannungsschwankungen verursachtenFrequenzabweichungen eines Oszillators unter Verwendung eines an den Oszillatorschwingkreis angeschalteten Sperrschichtgleichrichters, der als veränderlicher Kondensator dient, dem eine aus der schwankenden Speisespannung abgeleitete Regelgleichspannung zugeführt wird.
• Bei Superhetempfängern ist die Frequenzkonstanz der Abstimmung im wesentlichen Maße abhängig von der Konstanz der dem Oszillator zugeführten Speisespannung. Insbesondere in Fahrzeugempfängern mit Niedervoltröhren, die ihre Speisespannung direkt aus der wechselnden Belastungen unterworfenen Fahrzeugbatterie beziehen, treten leicht Speisespannungsschwankungen beim Ein- und Ausschalten von Stromverbrauchern und bei Drehzahländerungen des Motors auf. Die dadurch verursachten Frequenzabweichungen des Oszillators machen sich sehr störend bemerkbar. Es ist nicht einmal möglich, die Frequenzänderungen mittels einer Abstimmautomatik zu kompensieren, da, insbesondere bei plötzlichen Frequenzänderungen, die Abstimmung auf einen benachbarten Sender überspringen kann. Zur Vermeidung derartiger Störungen ist es erwünscht, die durch vorzugsweise kleine Speisespannungsschwankungen verursachten Frequenzänderungen des Oszillators direkt zu kompensieren.
• Bekannte Nachstimmschaltungen, bei denen eine spannungsabhängige Kapazität durch eine von Hand regelbare oder automatisch geregelte, beispielsweise einem Diskriminator entnommene Gleichspannung gesteuert wird, ergeben nur Änderungen in einem verhältnismäßig geringen Frequenzbereich und benötigen eine Regelspannung von einigen 10 Volt.
• Mit einer kleineren Regelspannung kann man auskommen bei Verwendung einer Reaktanzröhre; aber auch hierbei erhält man nur eine beschränkte Änderung der Frequenz ohne schädlichen Einfluß auf die Oszillatoramplitude.
• In manchen Fällen steht aber nur eine geringe Regelspannungsänderung zur Verfügung, wobei trotzdem eine wesentlich stärkere Frequenzänderung erzielt werden soll.
• Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art können starke Frequenzänderungen auch bei geringen Schwankungen der Speisespannung ohne wesentlichen Aufwand ausgeglichen werden, wenn gemäß der Erfindung die an dem Sperrschichtgleichrichter liegende Regelgleichspannung diesen bei niedriger Spannung der Speisespannungsquelle in Sperrichtung, bei hoher Spannung in Durchlaßrichtung vorspannt.
• Die Regelgleichspannung wird zweckmäßig einer an die schwankende Speisespannung angeschlossenen Widerstandsbrücke entnommen, in deren Zweigen mindestens ein spannungsabhängiger Widerstand eingeschaltet ist.
• Es ist zwar bereits bekannt, daß sich die Kapazität eines Sperrschichtgleichrichters ändert, wenn man an seine Klemmen eine Gleichspannung veränderlicher Größe anlegt, welcher Effekt zur Nachstimmung eines Schwingkreises in Empfängern ausgenutzt werden kann.
• Es ist auch bekannt, daß mittels einer in Durchlaßr ichtung vorgespannten Diode, die in Reihe mit einem Kondensator einem Schwingungskreis parallel liegt, in Abhängigkeit von der Vorspannung der Diode eine Änderung der Abstimmung erzielt werden kann.
• Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung werden beide Steuerungsarten ausgenutzt, wobei schon durch eine geringe Vorspannungsänderung der Diode eine sehr starke Frequenzänderung des angeschlossenen Oszillatorkreises erzielt werden kann.
• Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Fig. 1 und 2 zeigen Kompensationsschaltungen nach der Erfindung.
• Fig.3 zeigt ein Diagramm, das der Erläuterung der Funktion der Kompensationsschaltungen nach der Erfindung dient.
• Fig. 1 zeigt einen vereinfacht dargestellten Oszillator. Mit 1 ist eine Oszillatorröhre bezeichnet, zwischen deren Gitter und Kathode sich ein Oszillatorschwingkreis 2 befindet. Die. mit der positiven Klemme der Speisespannungsquelle UB verbundene Anode der Oszillatorröhre sowie die Rückkopplungsspule wurden der Übersicht halber fortgelassen. Der Fußpunkt des Schwingkreises 2 liegt über einen Kondensator 3 an Masse. Dem -Schwingkreis ist über Kondensatoren 4 und 5 ein Sperrschichtgleichrichter 6, beispielsweise eine Germaniumdiode, parallel geschaltet. Über die Widerstände 7 und 8 -wird,-- dem Sperrschichtgleichrichter 6 eine Regelgleichspannung zugeführt, die je nach ihrer Größe die Kapäzität des Sperrschichtgleichrichters ändert, so daß. sich-. die Frequenz des Oszillatorschwingkreises 2 ebenfalls ändert, Um die bei Spannungsschwankungen -der Speisespannungsquelle UB sich ergebenden Frequenzabweichungen des Oszillators zu kompensieren, sind die Widerstände 7 und 8 an die Anzapfpunkte U2 und Ui einer an der Spannung UB liegenden Widerstandsbrücke 9 mit den Zweigen 10, 11 bzw. 12,13 angeschaltet. Die Widerstände 11 und 12 sind Ohmsche Widerstände, die Widerstände 10 und 13 sind spannungsabhängige Widerstände, die auch unter dem Namen VDR-Widerstände bekannt sind.-In Fig.3 ist auf der Abszisse die Spannung der Speisespannungsquelle UB in Volt aufgetragen. Die linke Ordinate ist in kHz geteilt und bezieht sich auf die Frequenzabweichung des Oszillators vom Söllwert in Abhängigkeit von der Spannung UB. Die strichpunktierte Linie 4 fo zeigt zwischen 6,5 und 6,0 Volt ohne die erfindungsgemäße Kompensation bereits eine Frequenzabweichung des Oszfllators von etwa 50 kHz. Die Geraden U1 und U, zeigen in Verbindung mit der rechten Ordinate die Spannung in Volt an den gleichbenannten Anzapfpunkten der Widerstandsbrücke 9 in Abhängigkeit von der Speisespannung UB. Ihre Differenz ergibt die an dem Sperrschichtgleichrichter 6 liegende Spannung UD, die in Fig. 3 als Gerade eingezeichnet ist.
• Der Sperrschichtgleichrichter ist derart gepolt, daß er im interessierenden Spannungsbereich der Speisespannungsquelle UB von der Spannung UD in Sperrrichtung vorgespannt wird. Andernfalls würde der Oszillatorschwingkreis stark belastet, und bei niedriger Speisespannung könnten die Oszillatorschwingungen aussetzen. Aus Fig. 3 ergibt sich ferner, daß die Regelgleichspannung UD bei hohen Werten der Speisespannung UB ihre Richtung umkehrt, so daß der Sperrschichtgleichrichter in Durchlaßrichtung vorgespannt wird. Die dann gegebene höhere Belastung des Schwingkreises ist unschädlich, da bei so hohen Werten der Speisespannung ohnehin kräftige Oszillatorschwingungen gewährleistet sind.
• Die ausgezogene Kurve d f in Fig. 3 zeigt die mit der Kompensationsschaltung nach Fig.1 erreichte Frequenzkonstanz des Oszillators im Vergleich zur Frequenzabweichung ohne Kompensation, die durch die Gerade d fo dargestellt ist.
• Es sei betont, daß die in Fig. 3 angegebenen Werte lediglich der Erläuterung dienen und von der Bemessung der Schaltung im Einzelfall stark abhängig sind.
• Die in der Schaltung nach Fig. 1 verwendeten, im Zusammenhang mit der Kompensation interessierenden Teile waren wie folgt dimensioniert:

  Oszillatörröhre 1 . .. . . .. . . . . ECC 86

  Sperrschichtgleichrichter 6 ... 0A 85

  Widerstände 7, 8 . . . . . . . . . . . . 47 kOhm

  Widerstände 11, 12 .... . . . . . 560 Ohm

  Widerstände 10,13 . . . . . . . . VDR E 299/P 118

  Fig.2 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der Kompensationsschaltung nach Fig. 1.
• Die Anode des Sperrschichtgleichrichters 6 ist direkt mit dem Brückenzweig 14, 15 der Widerstandsbrücke 9' verbunden, der aus rein Ohmschen Widerständen besteht. Lediglich der Brückenzweig 16,17 enthält einen spannungsabhängigen Widerstand 17 in Form eines NTC-Widerstandes. Die mit dieser Schaltung erreichte Frequenzkompensation wird durch die gestrichelte Kurve d f1 in Fig. 3 dargestellt. Sie ist demnach besser als die mit der Schaltung nach Fig.1 erzielte. Die Verwendung eines NTC-Widerstandes als spannungsabhängigen Widerstand 17 hat jedoch gegenüber der Verwendung der spannungsabhängigen Widerstände 10 und 13 in Form von VDR-Widerständen in Fig. 1 den Nachteil, daß ersterer eine gewisse Regelungsträgheit zeigt, so daß er auf kurze Spannungsstöße ungenügend ansprechen kann, weshalb die Schaltung nach Fig. 1 gegebenenfalls vorzuziehen ist.
• Die interessierenden, von der Kompensationsschaltung nach Fig. 1 abweichenden Teile der Fig. 2 waren wie folgt dimensioniert:

  Sperrschicht-

  gleichrichter 6 . . . . . . . . 0A 70

  Widerstand 14 . . . . . . . . . . 150 kOhm

  Widerstand 15 . . . . . . . . . . 47 kOhm

  Widerstand 16 . . . . . . . . . . 270 Ohm

  Widerstand 17 . . . . . . . . , . NTC B 8 32003 P/4 K 7

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung zur Kompensation der durch Speisespannungsschwankungen verursachten Frequenzabweichungen eines Oszillators unter Verwendung eines an den Oszillatorschwingkreis angeschalteten Sperrschichtgleichrichters, der als veränderlicher Kondensator dient, dem eine aus der schwankenden Speisespannung abgeleitete Regelgleichspannung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Sperrschichtgleichrichter liegende Regelgleichspannung (UD) diesen bei niedriger Spannung der Speisespannungsquelle (UB) in Sperrichtung, bei hoher Spannung in Durchlaßrichtung vorspannt.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelgleichspannung (UD) einer an die schwankende Speisespannung (UB) angeschlossenen Widerstandsbrücke (9) entnommen wird, in deren Zweigen (10, 11 bzw. 12,13) mindestens ein spannungsabhängiger Widerstand (10) eingeschaltet ist (Fig. 1).
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein spannungsabhängiger Widerstand zwischen Masse und den Anzapfpunkt (Ui bzw. Ui) eines Brückenzweiges (12,13 bzw. 16,.17) geschaltet ist, der mit der Anode des Sperrschichtgleichrichters verbunden ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer spannungsabhängiger Widerstand zwischen der positiven Klemme der Speisespannungsquelle (UB) und den Anzapfpunkt (U2) des anderen Brückenzweiges (10, 11) geschaltet ist, der mit der Kathode des Sperrschichtgleichrichters verbunden ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daB die Regelspannung bei höheren Werten der Speisespannung ihre Polarität umkehrt.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelgleichspannung bei niedrigen Werten der Speisespannung positiv und bei hohen Werten der Speisespannung negativ ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 844 604, 873 106; USA.-Patentschrift Nr. 2 591792.