DE1250887B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES WTWQSSSS PATENTAMT AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 21 a4-8/01

Nummer: 1 250 887

Aktenzeichen: N 22669IX d/21 a4

1 250 887 Anmeldetag: 29.Januar 1963

Auslegetag: 28. September 1967

Es ist bekannt, die Frequenz eine Oszillators durch die Anwendung eines Widerstandes im Kathodenkreis bzw. im Emitterkreis der Oszillatorröhre bzw. des Oszillatortransistors zu stabilisieren. Auch ist es bekannt, die Frequenzstabilität durch die Anwendung von Mit- und Gegenkopplung zwischen dem Ausgangskreis und dem Steuerkreis der Oszillatorröhre bzw. des Oszillatortransistors zu steigern. Diese Mit- und Gegenkopplungskreise können dabei z. B. eine verschiedene Selektivität aufweisen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verstärkerelement (z. B. einen Transistor) mit einer Steuerelektrode, einer Ausgangselektrode und einer dem Steuer- und dem Ausgangskreis gemeinsamen Elektrode, wobei in den Kreis der letztgenannten Elektrode ein Stabilisierungswiderstand (z. B. ein Emitterwiderstand) aufgenommen ist, und weiter mit Mit- und Gegenkopplung durch Transformatorkopplung zwischen der Ausgangs- (z. B. der Kollektor-) und der Steuer- (z. B. der Basis-) Elektrode des Verstärkerelementes. Sie bezweckt insbesondere, die Frequenzstabilität des Oszillators dadurch zu steigern, daß der Einfluß des Verstärkerelementes, insbesondere des Transistors, auf die Oszillatorfrequenz möglichst gering wird.

Die Erfindung weist das Merkmal auf, daß die Gegenkopplungswicklung mit einer Vorrichtung in Reihe geschaltet ist, die z. B. aus zwei Gleichrichterdioden mit verschiedener Schwellenspannung, oder aus einer Zenerdiode besteht, die nur während der Spitzenwerte der vom Oszillator erzeugten Schwingungen Stromdurchgang durch die Gegenkopplungswicklung zuläßt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit zwei Dioden;

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Zenerdiode;

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Frequenzmodulation der erzeugten Schwingungen.

F i g. 1 zeigt einen Transistor 1, z. B. vom Flächen- bzw. vom Feldeffekttyp, in dessen Emitterkreis ein nichtentkoppelter Widerstand 2 aufgenommen ist, der eine derartige Arbeitspunktstabilisierung und Gegenkopplung herbeiführt, daß der Kollektorkreis des Transistors als eine Quelle mit sehr hohem Innenwiderstand betrachtet werden kann. In den Kollektorkreis des Transistors 1 ist eine Mitkopplungswicklung 3 aufgenommen, die in positivem Sinne auf einen in einen Basiskreis des Transistors 1 aufgenommen Oszillatorkreis 4 rückgekoppelt ist.

Oszillator mit Mit- und Gegenkopplung

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. H. Scholz, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Johannes Anton Greefkes,

Karel Riemens, Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 2. Februar 1962 (274 343),

vom 10. Oktober 1962 (284198)--

Mit Hilfe der Widerstände 5 und 6 wird die erforderliche Basisvorspannung erzeugt und wird außerdem in Kombination mit dem Emitterwiderstand 2 eine Arbeitspunktstabilisierung des Transistors 1 erzielt. Durch die Mitkopplung fängt die Schaltungsanordnung an zu schwingen, wobei die erzeugte Schwingung an einem Ausgangswiderstand 7 abgenommen wird.

Nach der Erfindung ist parallel zum Kreis 3, 7 eine zweite Wicklung 8 in den Kollektorkreis des Transistors 1 aufgenommen, die mit zwei antiparallelgeschalteten Gleichrichterdioden 9 und 10 in Reihe geschaltet ist, die an die Vorspannungen V₁ bzw. V₂ gelegt sind. Diese Vorspannungen sind derart gewählt, daß die Gleichrichter 9 bzw. 10 nur während der negativen bzw. der positiven Spitzen der Schwingung am Kollektor des Transistors 1 leitend werden. Nur in diesem Fall fließt ein Strom durch die Wicklung 8, der eine Gegenkopplung herbeiführt und infolgedessen die Schwingung stabilisiert.

Dadurch, daß der Transistor 1 nach wie vor in einem linearen Teil seiner Charakteristik betrieben und der Oszillatorkreis 4 daher während der ganzen Schwingungsperiode nie von nichtlinearen Elementen gedämpft wird, übt der Transistor 1 nahezu keinen Einfluß auf die Stabilität der erzeugten Schwingung aus.

Diese Stabilität ist weiterhin infolge der Zusammenwirkung der Mit- und der Gegenkopplung durch die Schaltelemente 2, 3 und 8 sowie infolge der sym-

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Claims (3)

metrischen Begrenzung durch die Schaltelemente 8, 9 und 10 besonders gut. Eine Verdoppelung der Speisespannung führte z. B. in einer praktischen Schaltungsanordnung zu einer Frequenzabänderung von nicht mehr als 1 bis IO-4. Durch Änderung der Spannungen V1 und K, kann weiterhin die Amplitude der erzeugten Schwingung geregelt oder moduliert werden. Auch kann eine oder können beide dieser Spannungen sich etwa im Rhythmus der Oszillatorschwingungen ändern, in welchem Fall Synchronisation auftritt. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind die zwei Dioden 9 und 10 durch eine einzige Zenerdiode 15 ersetzt, die an einem Punkt derartiger Vorspannung liegt, daß sie während der Spitzen der einen Polarität in der Vorwärtsrichtung und während der Spitzen der anderen Polarität über ihrem Zenerdurchschlag betrieben wird. Auch nun fließt nur während der Spitzen der erzeugten Schwingung ein Strom durch die Gegenkopplungswicklung 8, der einer weiteren Zunahme der Oszillatorschwingungen entgegenwirkt. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist ein Punkt des Ausgangskreises, im vorliegenden Fall des Kollektorkreises des Transistors 1, über efhen Kondensator 17 mit dem Oszillatorkreis 4 verbunden. Weiter ist der Widerstand 2 vorzugsweise durch einen Kondensator 15 überbrückt, der einen Kurzschluß für die Oszillatorfrequenzen, jedoch nicht für die Frequenzen des einer Klemme 16 zuzuführenden modulierenden Signals (das gegebenenfalls auch eine Gleichspannung sein kann) bedeutet. Dadurch ergibt sich die folgende Wirkung: Durch die Gegenkopplung mit Hilfe der Wicklung 8 und der Gleichrichter 9 und 10 mit Vorspannungen V1 bzw. V2 wird erreicht, daß über der Ausgangsimpedanz 7 eine äußerst stabile Schwingung erzeugt wird. Die Spannung an der Klemme 16 ändert jedoch die Steilheit des Transistors 1 und infolgedessen auch die Amplitude der über dem Oszillatorkreis erzeugten Schwingung. Die Kapazität dieses Kreises besteht nicht nur aus dem Kreiskondensator 18, sondern zum /Teil auch aus dem Kondensator 17 zwischen dem Kreis 4 und der Impedanz 7. Über den Kondensator 17 fließt nämlich ein gegen die Kreisspannung um etwa 90° in der Phase verschobener Strom, dessen Wert von der Amplitudendifferenz zwischen der über dem Oszillatorkreis 4 und der über der Impedanz 7 erzeugten Spannung abhängt. Die effektive Kapazität des Kondensators ändert sich somit in Abhängigkeit von dieser Amplitudendifferenz, d. h. in Abhängigkeit vom an die Klemme 16 angelegten modulierenden Signal. Infolgedessen ändert sich die Frequenz der erzeugten Schwingung auf entsprechende Weise. Die erhaltene frequenzmodulierte Schwingung über der Impedanz 7 ist nahezu frei von Amplitudenmodulation. Im Prinzip können die Dioden 9 und 10 mit den Vorspannungen V1 und V2 wieder durch eine einzige Zenerdiode ersetzt werden, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Auch kann der Kondensator 17 gegebenenfalls zwischen den Kreis 4 und den Widerstand 2 geschaltet werden, in welchem Fall dieser Widerstand nicht durch einen Kondensator überbrückt werden muß. Diese Schaltungsart führt jedoch zu einer weniger empfindlichen und linearen Beziehung zwischen der erzeugten Oszillatorfrequenz und dem modulierenden Signal als diejenige nach der Zeichnung. Auch kann der Kondensator 17 durch eine Selbstinduktion ersetzt werden, wobei dann wieder eine gesonderte Gleichstromtrennung erforderlich wird. Grundsätzlich kann die Erfindung in gleicher Weise mit anderen Verstärkerelementen, z. B. Röhrentrioden oder Pentoden in analoger oder dualer Schaltungsanordnung, Anwendung finden. Patentansprüche:

1. Oszillator mit einem Verstärkerelement (z. B. einem Transistor) mit einer Steuerelektrode, einer Ausgangselektrode und einer dem Ausgangskreis gemeinsamen Elektrode, wobei in den Kreis der letztgenannten Elektrode ein Stabilisierungswiderstand (z. B. ein Emitterwiderstand) aufgenommen ist, und weiter mit Mit- und Gegenkopplung durch Transformatorkopplung zwischen der Ausgangselektrode (z. B. der Kollektorelektrode) und der Steuerelektrode (z. B. der Basiselektrode) des Verstärkerelementes, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplungswicklung mit einer Vorrichtung in Reihe geschaltet ist, die z. B. aus zwei Gleichrichterdioden mit verschiedener Schwellenspannung oder aus einer Zenerdiode besteht, die nur während der Spitzenwerte der vom Oszillator erzeugten Schwingungen Stromdurchgang durch die Gegenkopplungswicklung zuläßt.

2. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Durchführen von Frequenzmodulation ein modulierendes Signal der Steuerelektrode des Verstärkerelementes zugeführt wird, und daß zwischen den Ausgangskreis und den Steuerkreis des Verstärkerelementes ein Reaktanzelement geschaltet ist, dessen Effektivreaktanzwert sich mit der Steilheit des Verstärkerelementes ändert.

3. Oszillator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisierungswiderstand durch einen Kondensator überbrückt ist, der für die Oszillatorfrequenz, aber nicht für die Frequenzen des modulierenden Signals einen Kurzschluß bedeutet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Proceeding of the IRE«, Februar 1954, S. 391.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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