DE1219072B

DE1219072B - Transistor oscillator

Info

Publication number: DE1219072B
Application number: DET28625A
Authority: DE
Inventors: Alfred Pollak
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-05-20
Filing date: 1965-05-20
Publication date: 1966-06-16
Also published as: AT259039B; ES326896A1; GB1150718A

Description

Transistoroszillator Die Erfindung bezieht sich auf einen Transistoroszillator mit einem an die Ausgangselektrode des Transistors angeschlossenen Schwingkreis, mit Rückkopplung durch eine Kapazität zwischen Emitter-und Kollektorkreis und mit einem dem Rückkopplungsweg zugeordneten phasendrehenden Glied.Transistor Oscillator The invention relates to a transistor oscillator with an oscillating circuit connected to the output electrode of the transistor, with feedback through a capacitance between the emitter and collector circuit and with a phase-shifting element associated with the feedback path.

Es ist ein Transistor=Colpitts-Oszillator bekannt (»Transistors in Radio and Television« von Kiver, McGraw Hill Book Company 1956), bei dem die Rückkopplungsspannung durch einen kapazitiven Spannungsteiler von der Kollektorelektrode auf die Emitterelektrode geführt wird. Bei dieser bekannten Schaltung liegt im. Emitterkreis ein Widerstand, und die Spannung zwischen Kollektor und Emitter wird um 90° gedreht. Eine Frequenzregelung erfolgt dabei durch Änderung der Frequenz des Schwingkreises im Kollektorkreis des Transistors. Eine kontinuierliche Veränderung der Oszillatorfrequenz über einen weiten Bereich ist mit dieser bekannten Schaltung sehr schwierig zu erzielen. Es ist ferner bekannt, den phasendrehenden Rückkopplungskondensator an einen Abgriff der Oszillatorschwingkreisinduktivität anzuschließen und den Abgriff zur Frequenzeinstellung verschiebbar auszubilden. Eine solche Schaltung ist nicht für eine elektrische Regelung der Frequenz geeignet (deutsches Patent 834703). Es ist auch bekannt, bei einem Colpitts-Oszillator zwischen dem Verbindungspunkt des einen Spannungsteilerkondensators .-und Emitter des Oszillatortransistors einen Widerstand einzuschalten. Bei Änderung der elektrischen Werte des Schwingkreises ändert sich jedoch die Phasenbeziehung im Rückkopplungsweg. Dadurch wird die Regelempfindlichkeit verschlechtert. Außerdem muß bei dieser bekannten Schaltung jedoch notwendigerweise der parallel zur Serienschaltung aus Widerstand und Spannungsteilerkapazität liegende Emitterwiderständ des Transistors so groß bemessen sein, daß er die Wirkung der genannten Serienschaltung nicht beeinträchtigt. Dadurch muß der Emitterwiderstand jedoch so groß sein, daß er eine zu große Gegenkopplung bewirkt und damit den Regelbereich beeinträchtigt.A transistor = Colpitts oscillator is known ("Transistors in Radio and Television" by Kiver, McGraw Hill Book Company 1956), in which the feedback voltage is passed through a capacitive voltage divider from the collector electrode to the emitter electrode. In this known circuit is in. Emitter circuit a resistor, and the voltage between collector and emitter is rotated by 90 °. A frequency control takes place by changing the frequency of the resonant circuit in the collector circuit of the transistor. A continuous change in the oscillator frequency over a wide range is very difficult to achieve with this known circuit. It is also known to connect the phase-shifting feedback capacitor to a tap of the oscillator resonant circuit inductance and to design the tap to be displaceable for frequency setting. Such a circuit is not suitable for electrical control of the frequency (German patent 834703). It is also known in a Colpitts oscillator to switch on a resistor between the connection point of the one voltage divider capacitor and the emitter of the oscillator transistor. However, when the electrical values of the resonant circuit change, the phase relationship in the feedback path changes. This worsens the control sensitivity. In addition, in this known circuit, however, the emitter resistance of the transistor, which is parallel to the series circuit of resistor and voltage divider capacitance, must be dimensioned so large that it does not impair the effect of the series circuit mentioned. As a result, however, the emitter resistance must be so large that it causes too great a negative feedback and thus affects the control range.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Transistoroszillatorschaltung zu schaffen, die eine Veränderung der Oszillatorfrequenz über einen weiten Bereich und eine Verwendung für Zeilenablenkschaltungen gestattet. Die Erfindung geht von einer Transistoroszillatorschaltung aus, bei der Emitter und Kollektor miteinander über eine phasendrehende Kapazität verbunden sind, die an einen Abgriff oder eine Teilwicklung der Schwingkreisinduktivität im Kollektorkreis des Transistors angeschlossen ist. Die Erfindung besteht darin, daß zur Regelung der Frequenz der Basis des Transistors eine veränderbare Vorspannung zugeführt wird, daß der aus Rückkopplungskondensator und Schwingkreisinduktivität gebildete Serienresonanzkreis zur Versteilerung der Vorderflanke der Ausgangsschwingung des Schwingkreises auf eine Oberwelle der Schwingkreisfrequenz abgestimmt ist, und daß die so verformte Ausgangsschwingung als Steuersignal für die Zeilenablenkschaltung verwendet wird. Dadurch wird erreicht, daß die Größe der Rückkopplung durch Wahl der Anzapfung an der Schwingkreisinduktivität bestimmt wird und daß andererseits der Rückkopplungskondensator zusammen mit dem Widerstand im Emitterkreis des Transistors und dem Innenwiderstand des Transistors selbst eine Phaendrehung bewirkt, die einen von 90° abweichenden Wert hat. Die Frequenz des Schwingkreises im Kollektorkreis des Transistors wird fest eingestellt, und die Kreisgrößen werden durch Frequenzregelung nicht beeinflußt. Vielmehr erfolgt die Frequenzregelung an der Basis des Transistors, was sich vorteilhaft bei Datenstreuungen der Transistoren auswirkt. Der Arbeitspunkt des Transistors wird durch die Spannung an der Basis auf einen solchen mittleren Wert eingestellt, daß die erwünschte mittlere Frequenz erzielt wird. Durch Veränderung der Arbeitspunktspannung kann nun die Frequenz des Oszillators in weiten Grenzen um den Wert der erwünschten Frequenz variiert werden. Es ist zwar bereits bekannt, bei Transistorsteuerschaltungen für Ablenkschaltungen die Frequenz durch Einstellung der Transistor-Basis-Vorspannung zu verändern, doch handelt es sich bei diesen bekannten Schaltungen um Sperrschwinger. Da der Rückkopplungskondensator zusammen mit der Teilwicklung der Schwingkreisinduktivität im Kollektorkreis des Transistors einen weiteren Schwingkreis bildet, der auf eine Oberwelle der Schwingkreisfrequenz abgestimmt ist, wird die vordere Flanke der erzeugten Schwingung außerordentlich steil ausgebildet, so daß ein wesentlicher Teil der Wirkung der für die Zeilenablenkung erforderlichen Verzerrerschaltung bereits durch den Oszillator selbst erzielt wird.The invention is based on the object of a transistor oscillator circuit to create a change in the oscillator frequency over a wide range and allow use for line deflection circuits. The invention is based on a transistor oscillator circuit, with the emitter and collector together are connected via a phase-rotating capacitance, which is connected to a tap or a Part winding of the resonant circuit inductance connected in the collector circuit of the transistor is. The invention consists in that to regulate the frequency of the base of the transistor a variable bias voltage is applied to that of the feedback capacitor and resonant circuit inductance formed series resonance circuit to steepen the Leading edge of the output oscillation of the oscillating circuit to a harmonic of the oscillating circuit frequency is tuned, and that the so deformed output oscillation as a control signal for the line deflection circuit is used. This ensures that the size of the Feedback is determined by choosing the tap on the resonant circuit inductance and that on the other hand the feedback capacitor together with the resistor im Emitter circuit of the transistor and the internal resistance of the transistor itself one Causes phase rotation which has a value deviating from 90 °. The frequency of the Resonant circuit in the collector circuit of the transistor is set permanently, and the Circle sizes are not influenced by frequency control. Rather, the Frequency control at the base of the transistor, which is advantageous in the case of data scatter of transistors. The operating point of the transistor is determined by the voltage adjusted at the base to such an average value that the desired average Frequency is achieved. By changing the operating point voltage, the frequency of the oscillator varies within wide limits around the value of the desired frequency will. Although it is already known in transistor control circuits for deflection circuits change the frequency by adjusting the transistor base bias, yes these known circuits are blocking oscillators. Because the feedback capacitor together with the partial winding of the resonant circuit inductance in the collector circuit of the The transistor forms another resonant circuit, which reacts to a harmonic the Resonant circuit frequency is tuned, the leading edge of the generated oscillation extremely steep, so that a significant part of the effect of the for the line deflection required distortion circuit already by the oscillator itself is achieved.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung. wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert.To explain the invention in more detail. is in the following an embodiment explained in more detail with reference to the drawings.

F i g. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines Transistoroszillators gemäß der Erfindung, F i g. 2 ein abgewandeltes Prinzipschaltbild und F i g. 3 eine praktisch ausgeführte Schaltung mit einem pnp-Transistor und einer angeschlossenen Verzerrerschaltung für die Gewinnung der Steuerimpulse der Zeilenendstufe; F i g. 4 zeigt eine Transistortreiberstufe für eine Schaltung nach F i g. 1 und F i g. 5 Spannungsformen.F i g. 1 shows the basic circuit diagram of a transistor oscillator according to FIG of the invention, FIG. 2 shows a modified basic circuit diagram and FIG. 3 a handy Executed circuit with a pnp transistor and a connected distortion circuit for obtaining the control pulses of the line output stage; F i g. 4 shows a transistor driver stage for a circuit according to FIG. 1 and F i g. 5 voltage forms.

In. F i g. 1 liegt im Kollektorkreis eines pnp-Transistors 1 ein Schwingkreis mit einer Induktivität 2 und einer Kapazität 3. Zur Rückkopplung ist an einen Abgriffpunkt 4 der Induktivität 2 ein Kondensator 5 angeschlossen, dessen andere Elektrode mit dem Emitter 6 des Transistors 1 verbunden ist. Der Emitter 6 ist außerdem an den Abgriffpunkt eines aus Widerständen 7 und 8 bestehenden Spannungsteilers angeschlossen, der zwischen Masse und Betriebsspannung eingeschaltet ist. Der Schwinb kreis 2, 3 ist auf eine feste Frequenz abgeglichen, die Schaltung ist mittels eines Basis-Spannungsteilers aus den Widerständen 9, 10 und 11 auf eine einer mittleren Frequenz entsprechende Basisvorspannung eingestellt. Zur elektrischen Änderung der Basisvorspannung und damit der Frequenz des Oszillators wird der Basis an den Klemmen 12 und 13 eine Regelspannung UR zugeführt. Der Kondensator 5 und der damit in Reihe liegende Teil der Schwingkreisinduktivität 2 sind auf eine Oberwelle der Frequenz des Schwingkreises 2, 3 abgeglichen.In. F i g. 1 there is a resonant circuit with an inductance 2 and a capacitance 3 in the collector circuit of a pnp transistor 1. For feedback, a capacitor 5 is connected to a tap 4 of the inductance 2, the other electrode of which is connected to the emitter 6 of the transistor 1. The emitter 6 is also connected to the tapping point of a voltage divider consisting of resistors 7 and 8, which is connected between ground and operating voltage. The Schwinb circuit 2, 3 is adjusted to a fixed frequency, the circuit is set by means of a base voltage divider from the resistors 9, 10 and 11 to a base bias voltage corresponding to an average frequency. A control voltage UR is fed to the base at terminals 12 and 13 to electrically change the base bias voltage and thus the frequency of the oscillator. The capacitor 5 and the part of the resonant circuit inductance 2 lying in series therewith are adjusted to a harmonic of the frequency of the resonant circuit 2, 3.

Bei der soweit beschriebenen Schaltung ist die über den Kondensator 5 rückgekoppelte Spannung in der Phase verschoben. Für den Grad der Phasenverschiebung gibt es bezüglich der Regelempfindlichkeit ein Maximum. Die optimale Regelempfindlichkeit ergab sich bei einer Phasenbeziehung gemäß F i g. 5 c. Neben der günstigsten Phasenlage der rückgekoppelten Spannung ist aber auch der Grad der Rückkopplung von Bedeutung. Die Phasenverschiebung wird im wesentlichen bestimmt durch die Widerstände 7, 8, den Kondensator 5 und den Innenwiderstand des Transistors 1. Die optimale Rückkopplungsspannung ist dagegen durch den Abgriffpunkt des Kondensators 5 an der Schwingkreisinduktivität 2 gegeben. Da mit Hilfe des Abgriffs 4 an der Spule die rückgekoppelte Spannung und durch den Wert der Kapazität 5 die richtige Phasenlage festgelegt werden kann, besteht die Möglichkeit, die Widerstände 7 und 8 sehr klein zu bemessen. Dadurch ergibt sich der Vorteil einer sehr großen Regelempfindlichkeit. -In F i g. 2 ist eine Schaltung gemäß F i g. 1 dargestellt, bei der statt eines pnp-Transistors ein npn-Transistor verwendet wird. Gleiche Schaltungselemente wie in F i g. 1 sind in dieser Figur mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the circuit described so far, the one is via the capacitor 5 feedback voltage shifted in phase. For the degree of phase shift there is a maximum in terms of control sensitivity. The optimal control sensitivity resulted from a phase relationship according to FIG. 5 c. In addition to the most favorable phase position of the feedback voltage, however, the degree of feedback is also important. The phase shift is essentially determined by the resistors 7, 8, the capacitor 5 and the internal resistance of the transistor 1. The optimal feedback voltage is, however, due to the tapping point of the capacitor 5 at the resonant circuit inductance 2 given. Since with the help of the tap 4 on the coil, the feedback voltage and the correct phase position can be determined by the value of the capacitance 5, there is the possibility of making the resistors 7 and 8 very small. Through this there is the advantage of a very high control sensitivity. -In F i g. 2 is a circuit according to FIG. 1 shown in which instead of a pnp transistor npn transistor is used. The same circuit elements as in FIG. 1 are in this figure is provided with the same reference numerals.

Die in F i g. 1 und 2 beschriebene Oszillatorschaltung ist besonders gut geeignet für die Verwendung in Zeilenablenkschaltungen. Für die Abschaltflankz des Steuerimpulses für die Zeilenendstufe werden nämlich Schaltzeiten von höchstens 1,5 ,sec pro 100 V gefordert, die bei bekannten Röhrenschaltungen durch sehr große Spannungen am Eingang bzw. am Gitter der auf den Sinus-Oszillator folgenden Verzerrerstufe erreicht werden. Verzerrerstufen sind bei solchen Schaltungen erforderlich, um aus der sinusförmigen Spannung des Oszillators eine annähernd sägezahnförmige Spannung für die Endstufe oder deren Treiberstufe zu erzeugen. Verwendet man statt der Röhrenstufe einen Transistoroszillator, so ist es erforderlich, die Sinusspannung sehr weit hochzutransformieren, was einen recht großen geschlossenen Kern für den Schwingkreis erfordern würde. Durch die Bemessung und den Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltung entsteht nun eine Steuerspannung, die eine außerordentlich steile Vorderflanke aufweist. Diese steile Flanke tritt genau dann auf, wenn sie auch für die Steuerspannung erforderlich ist. Auf diese Weise genügt es, die Verzerrerstufe mit einer kleinen Spannung auszusteuern, um trotzdem eine Steuerspannung mit ausreichender Spannung und genügend steilen Abschaltflanken für, die Endstufe bzw. die Treiberstufe der Endröhre zu erhalten.The in F i g. The oscillator circuit described in FIGS. 1 and 2 is particular well suited for use in line deflection circuits. For the shutdown flankz of the control pulse for the line output stage are switching times of at most 1.5 sec per 100 V is required, which in known tube circuits is very large Voltages at the input or the grid of the distortion stage following the sine oscillator can be achieved. Distortion stages are required in such circuits to turn off the sinusoidal voltage of the oscillator is approximately a sawtooth voltage for the output stage or its driver stage. Used instead of the tube stage a transistor oscillator so it is necessary to increase the sinusoidal voltage very far step up what a fairly large closed core for the resonant circuit would require. Through the dimensioning and construction of the circuit according to the invention A control voltage now arises which has an extremely steep leading edge. This steep edge occurs exactly when it is also required for the control voltage is. In this way it is sufficient to control the distortion stage with a small voltage, to still have a control voltage with sufficient voltage and sufficiently steep Switch-off edges for receiving the output stage or the driver stage of the output tube.

In F i g. 3 ist eine Oszillatorschaltung zusammen mit einer darauffolgenden Verzerrerstufe dargestellt. Gleiche Schaltelemente wie in F i g. 1 bzw. 2 sind in F i g. 3 mit gleichen Bezugszeichen dargestellt. Dort wird die am Schwingkreis 2, 3 erzeugte Spannung über einen Koppelkondensator 14 dem Steuergitter einer Verzerrerröhre 15 zugeführt. Die Verzerrerröhre ist in bekannter Weise als Begrenzer ausgebildet, der in seinem Anodenkreis ein RC-Glied 16 aufweist, welches während der Sperrzeit der Begrenzerröhre 15 eine sägezahnförmige Spannung erzeugt. Auf diese Weise gelangt von, der Anode der Begrenzerröhre 15 über einen Koppelkondensator 17 zu der darauffolgenden, nicht dargestellten Ablenkschaltung eine etwa sägezahnförmige ansteigende Ablenkspannung, die zur Zeit des Rücklaufs eine steile Flanke aufweist.In Fig. 3 is an oscillator circuit together with a subsequent one Distortion level shown. The same switching elements as in FIG. 1 and 2 are in F i g. 3 shown with the same reference numerals. There the on oscillating circuit 2, 3 generated voltage via a coupling capacitor 14 to the control grid of a distortion tube 15 supplied. The distortion tube is designed in a known way as a limiter, which has an RC element 16 in its anode circuit, which during the blocking time the limiter tube 15 generates a sawtooth-shaped voltage. Got this way from, the anode of the limiter tube 15 via a coupling capacitor 17 to the following, deflection circuit, not shown, an approximately sawtooth-shaped increasing deflection voltage, which has a steep slope at the time of retraction.

In F i g. 4 ist eine Schaltung gemäß F i g. 3 dargestellt, bei der die Ausgangsspannung 18 des Schwinb kreises 2, 3 über einen Kondensator 19 der Basis eines Treiber-Transistors 20 zugeführt wird, dessen Emitter die Steuerspannung 21 für die nicht dargestellte Endstufe entnommen wird.In Fig. 4 is a circuit according to FIG. 3 shown in the the output voltage 18 of the Schwinb circuit 2, 3 through a capacitor 19 of the base a driver transistor 20 is supplied, the emitter of which the control voltage 21 is taken for the output stage, not shown.

F i g. 5 zeigt Spannungsformen am Emitter und Kollektor des Transistors 1.F i g. 5 shows voltage waveforms at the emitter and collector of the transistor 1.

Claims

Claims: 1. Transistor oscillator with one connected to the output electrode of the transistor connected resonant circuit with feedback through a phase rotating Capacitance between emitter and collector circuit, which is connected to a tap of the inductance of the resonant circuit is connected, d a -characterized that when using as a control oscillator of a line deflection circuit to regulate the frequency in As is known, the base of the transistor (1) has a variable bias voltage is supplied that the feedback capacitor (5) and part of the resonant circuit inductance (2) formed series resonance circuit to steepen the leading edge of the output oscillation of Resonant circuit (2, 3) is matched to a harmonic of the resonant circuit frequency.

2. Transistor oscillator according to claim 1, characterized in that the internal resistance of the transistor, the resistance in the emitter circuit and the feedback capacitance like that are dimensioned that the phase rotation of the feedback between collector and emitter has a value other than 90 °. Publications considered: German Auslegeschrift No. 1150 407; Electronics, August 14, 1959, pp. 60 to 63.