DE1086302B

DE1086302B - Transistor-Oszillator mit veraenderlicher Stromentnahme

Info

Publication number: DE1086302B
Application number: DEZ7012A
Authority: DE
Inventors: Vilem Nessel
Original assignee: ZD Y PRUMYSLOVE AUTOMATISACE N
Current assignee: ZD Y PRUMYSLOVE AUTOMATISACE N
Priority date: 1957-12-20
Filing date: 1958-12-15
Publication date: 1960-08-04

Description

Transistor-Oszillator mit veränderlicher Stromentnahme Transistor-Oszillatoren mit veränderlicher Stromentnahme finden insbesondere beim Messen der Drehgeschwindigkeit oder der Drehzahl verschiedener Maschinen und Geräte Verwendung, wo bisher laufend mechanische Einrichtungen benutzt werden. Bei elektrischen Methoden werden Kontakteinrichtungen (hauptsächlich zum Zählen der Drehzahlen) oder Tachodynamos (zum Messen der Geschwindigkeit) verwendet. Alle diese Verfahren belasten nachträglich das gemessene Objekt, was namentlich bei Feingeräten unerwünscht ist und zu Fehlern führt.
Deshalb wurden für das genaue Messen elektrischer Größen vermittels Rotationszähler (z. B. Elektrizitätszähler), wo die gemessenen Angaben in die Ferne übertragen werden, kontaktlose Abnehmer der Drehgeschwindigkeiten entwickelt, die auch zum Zählen der Drehzahlen dienen. Diese kontaktlosen Einrichtungen ersetzen die bisher benutzten, ein Zwischenrelais betätigenden Feinkontakte. Schwierigkeiten mit Kontakten bei langandauerndem Betrieb sind allgemein bekannt.
Die kontaktlosen Abnehmer benutzen durchwegs elektronische Elemente. Es wurde zwecks Fernmessung ein mit einer Fotozelle arbeitendes System entwickelt, wobei diese Fotozelle im Rhythmus des Drehens vermittels Ausschnitten und Blenden auf einer sich drehenden Scheibe abwechselnd belichtet wird.
Die gewonnenen Impulse werden durch Elektronenröhren verstärkt und dann zur Anzeige oder Fernübertragung benutzt.
Auf ähnliche Art kann die Fotozelle und Glühlampe durch ein Spulensystem ersetzt werden, welches in geeigneter Weise an eine Elektronenröhre so geschaltet ist, daß das Ein- und Aussetzen der Oszillationen durch die sich zwischen den Spulen bewegenden Ausschnitte und Blenden gesteuert wird. Der Anodenstrom der Elektronenröhre ändert sich im Rhythmus des Ein- und Aussetzens der Oszillationen, und nach Verstärkung dieser Impulse wird er wieder zur Indikation oder zur Fernübertragung verarbeitet.
Einrichtungen mit Anwendung von Elektronenröhren neigen leicht zu Störungen infolge beschränkter Lebensdauer, und bei Fotozellensystemen tritt dann noch weiter eine kurze Lebensdauer der Glühlampen dazu. Auch die Leistung dieser Einrichtungen ist zu der ausgesendeten Energie unproportional. Der Fotozellensender mit Elektronenröhren hat z. B. eine Verbrauchsleistung (einschließlich der Glühlampe) von etwa 20 W, wohingegen die Nutzleistung in der Leitung während der Sendedauer des Pulses etwa 0,4 W und die der Leitung gelieferte Gesamtleistung bei der Impulsfolge 1:2 nur 0,2 W beträgt.
Naheliegend ist es zu diesem Zweck, Transistoren anzuwenden, wo die energetische Bilanz vorteilhafter ist. Benutzt man Transistoren in der Oszillationsschaltung, so wird der Sender für eine ähnliche Leistung in der Leitung eine Verbrauchsleistung vom Netz beziehen, die kleiner ist als 2 W.
Der Transistor in üblicher Oszillationsschaltung hat einen bestimmten, beständigen Stromverbrauch, welcher nur wenig vom Oszillationszustand abhängig ist. Im Gegensatz dazu kann bei den Elektronenröhren durch Wahl geeigneter Bedingungen während der Schwingungen der Anodenstrom praktisch ganz unterdrückt werden, und beim Aussetzen der Schwingungen steigt derselbe auf den ursprünglichen größeren Wert.
Praktisch wird ohne jede Schwierigkeit ein Stromverhältnis 1: 20 und auch mehr erzielt. Dieser Unterschied kann leicht den gewünschten Impulsen zugute kommen.
Bei den Transistoren ist es ohne besondere Vorkehrungen, die eben Gegenstand vorliegender Erfindung sind, nicht gelungen, einen größeren Unterschied in der Entnahme als 1:2 zu erreichen. Dieses Verhältnis ist zur weiteren Verarbeitung schon deshalb ganz ungeeignet, weil der absolute Wert des Minimal-und Maximalstromes allzusehr von der Temperatur abhängt.
Der geforderte große Unterschied beider Ströme wurde durch nachfolgende Schaltung erzielt: Im Kollektorsftomkreis des Transistors 7 (Fig. 1) ist ein Schwingungskreis, bestehend aus Induktivität 1 und Kapazität 2, eingeschaltet. Ein weiterer Schwingungskreis, zusammengesetzt aus Induktivität 3 und der in Serie geschalteten Kapazitäten 4 und 5, ist zwischen die Basis und den Emitter geschaltet. Diese Kapazitäten dienen zur galvanischen Trennung des Basiskreises vom Emitter und gleichzeitig zur Impedanzanpassung des Schwingungskreises. Die Kopplung zwischen beiden Stromkreisen wird von der Blende 9 beeinflußt. Der Grundstrom für den schwingungslosen Ruhezustand wird durch den Widerstand 8 bestimmt. Nach Herausnahme der Blende 9 setzt die Schwingung ein, und der Gleichrichter 6 liefert der Basis den Strom, und zwar so, daß sich der Kollektorstrom vergrößert.
Es ist jedoch auch möglich, entweder den Stromkreis 1, 2 oder 3, 4, 5 bloß durch eine unabgestimmte Spule mit geeigneter Kopplung auf den zweiten Stromkreis zu ersetzen. In diesem Falle ist es aber jedoch nötig, den Gleichrichterstromkreis vermittels Kondensators von der Spule zu trennen (s. Fig. 2 a, 2b).
Im konkreten Fall wurde ein Strom von 0,2 mA (eingestellt durch den Widerstand 8) für den Zustand ohne Oszillationen und 5 mA mit Oszillationen bei einer Kollel:torspannung von 10 V erzielt. Diese Schwingungsamplitude reicht für die Steuerung eines weiteren Transistors oder eines Transistorsystems zur Weiterleitung dieser Impulse.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Transistor-Oszillator mit einer induktiven Rückkopplung zwischen den zwischen Basis und Emitter beziehungsweise - zwischen Kollektor und Emitter des Transistors geschalteten Stromkreisen, von denen wenigstens einer abgestimmt ist und der andere gegebenenfalls durch eine Rückkopplungsspule gebildet ist, mit veränderlicher, von dem Grad der Rückkopplung abhängiger Stromentnahme, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors (7) eine Diode (6) vorgesehen ist, die umgekehrt polarisiert ist wie die zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors (7) wirksame Diodenstrecke, und daß der emitterseitige Anschlußpunkt dieser Diode gegen die Basis des Transistors vermittels eines Kondensators (5 bzw. 10) für Gleichströme abgeriegelt ist.
2. Transistor-Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Basisstromkreis eine Induktivität geschaltet ist, welche von zwei in Serie geschalteten Kondensatoren überbrückt ist, deren Knotenpunkt an die Basis des Transistors und den einen Anschlußpunkt der Diode geschaltet ist.
3. Transistor-Oszillator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Spulen der Rückkopplung eine bewegliche Blende angeordnet ist, vermittels welcher der Rückkopplungsgrad einstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 968 070; Funkschau, Heft 23/1956, S. 980.