DE1254198B

DE1254198B - Oscillator, the frequency of which can be tuned with the aid of a capacitance variation diode

Info

Publication number: DE1254198B
Application number: DE1964T0026532
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Klaus Bomhardt
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1964-07-08
Filing date: 1964-07-08
Publication date: 1967-11-16

Description

Oszillator, dessen Frequenz mit Hilfe einer Kapazitätsvariationsdiode durchstimmbar ist Die Erfindung befaßt sich mit einem Oszillator, dessen Frequenz mit Hilfe einer Kapazitätsvariationsdiode durchstimmbar ist.Oscillator, its frequency using a capacitance varying diode The invention is concerned with an oscillator whose frequency is tunable with the help of a capacitance variation diode.

Es sind bereits Schaltungen bekanntgeworden, bei denen die Schwingfrequenz mit Hilfe eines elektronisch veränderlichen Blindwiderstandes verändert werden kann. Dieser Blindwiderstand liegt hierbei parallel oder transformatorisch parallel zum frequenzbestimmenden Schwingkreis. In den meisten Fällen wird als veränderlicher Blindwiderstand eine sogenannte Kapazitätsvariationsdiode verwendet.Circuits have already become known in which the oscillation frequency can be changed with the help of an electronically variable reactance. This reactance is in this case parallel or transformer-wise parallel to the frequency-determining resonant circuit. In most cases it is considered to be changeable Reaction a so-called capacitance-varying diode is used.

Solche Dioden besitzen außer einem veränderlichen Blindwiderstand noch einen zusätzlichen Serienwiderstand RS. Dieser bewirkt, daß außer der veränderlichen Kapazität CD auch ein Verlustleitwert auf den abzustimmenden Resonanzkreis transformiert wird, welcher in Abhängigkeit von der Größe CD die Amplitude des Oszillators beeinflußt. Dies kann insbesondere bei großen Werten der Diodenkapazität CD zu einem Aussetzen der Schwingung führen.Such diodes also have a variable reactance an additional series resistor RS. This has the effect that, in addition to the variable capacitance CD, there is also a loss conductance is transformed to the resonant circuit to be tuned, which influences the amplitude of the oscillator as a function of the size CD. In particular with large values of the diode capacitance CD, this can lead to suspension of the oscillation.

Ziel der Erfindung ist es, obigen Nachteil zu vermeiden.The aim of the invention is to avoid the above disadvantage.

Ausgehend von einem Oszillator, dessen Frequenz mit Hilfe einer Kapazitätsvariationsdiode durchstimmbar ist und bei dem die Schwingamplitude über den Durchstimmbereich konstant bleibt, wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, auch in den Rückkopplungszweig des Oszillators eine Kapazitätsvariationsdiode mit geeignet gewählter Vorspannung einzufügen, die die erforderliche veränderliche Gleichspannung von der gleichen Spannungsquelle erhält wie die Abstimmdiode.Starting from an oscillator whose frequency is measured with the help of a capacitance varying diode is tunable and in which the oscillation amplitude is constant over the tuning range remains, is therefore proposed according to the invention, also in the feedback branch of the oscillator a capacitance-varying diode with a suitably selected bias voltage insert the required variable direct voltage of the same The voltage source receives like the tuning diode.

An Hand von Ausführungsbeispielen soll dies im folgenden noch näher erläutert werden.This will be explained in greater detail in the following on the basis of exemplary embodiments explained.

In der F i g. 1 ist ein gemäß der Erfindung aufgebauter Oszillator dargestellt. Als aktives Element dient hierbei ein Transistor Tr, der beim Ausführungsbeispiel in Basisschaltung betrieben wird. Sein Basisanschluß b liegt über die Trennkapazität Cl hochfrequenzmäßig auf Massepotential. Die Zuführung der Basisvorspannung -1 -UB erfolgt über eine Durchführungskapazität CD, und einen Widerstand R1. Der Kollektoranschluß c des Transistors tr ist galvanisch mit dem Innenleiter I des als Topfkreis ausgebildeten Ausgangskreises Tk verbunden. Für Gleichspannung liegt der Ausgangstopfkreis Tk sowohl mit seinem Innenleiter 1 als auch mit seinem AußenleiterA auf Massepotential. Die Zuführung der Emittervorspannung erfolgt aus der Speisespannungsquelle +Us über einen weiteren Durchführungskondensator CD2 und einen Widerstand R2, welcher zur Stabilisierung des Transistorarbeitspunktes dient. Ein besonderer Eingangskreis ist bei diesem Oszillator nicht vorhanden, da der Eingangswiderstand des Transistors nahezu reell ist und einen großen Wert aufweist. Die Abstimmung des Ausgangskreises Tk erfolgt mit der Kapazitätsvariationsdiode Dl. Diese ist am Hochpunkt des Topfkreises angeschlossen und liegt mit ihrem anderen Ende über die Durchführungskapazität CD, hochfrequenzmäßig auf Massepotential. Die Frequenzvariation des Schwingkreises hängt ab von der Variation der Diodensperrspannung -Up, welcher der Diode Dl über einen bereits erwähnten Kondensator CD4 zugeführt wird. Mit Hilfe der Koppelschleife K1, welche mit der Ausgangsbuchse Bu in Verbindung steht, wird die Oszillatorfrequenz ausgekoppelt.In FIG. 1 shows an oscillator constructed in accordance with the invention. A transistor Tr, which is operated in the basic circuit in the exemplary embodiment, serves as the active element. Its base connection b is at ground potential in terms of high frequency via the isolating capacitance Cl. The base bias voltage -1 -UB is supplied via a feed-through capacitance CD and a resistor R1. The collector connection c of the transistor tr is galvanically connected to the inner conductor I des as Pot circle formed output circle Tk connected. For DC voltage, the output tamping circuit Tk has both its inner conductor 1 and its outer conductor A at ground potential. The emitter bias voltage is supplied from the supply voltage source + Us via a further feed-through capacitor CD2 and a resistor R2, which is used to stabilize the transistor operating point. This oscillator does not have a special input circuit because the input resistance of the transistor is almost real and has a large value. The tuning of the output circuit Tk takes place with the capacitance variation diode Dl. This is connected to the high point of the pot circle and lies with its at the other end via the feed-through capacitance CD, in terms of high frequency at ground potential. The frequency variation of the resonant circuit depends on the variation of the diode reverse voltage -Up, which is fed to the diode Dl via an already mentioned capacitor CD4. The oscillator frequency is decoupled with the aid of the coupling loop K1, which is connected to the output socket Bu.

Der Rückkopplungszweig des Oszillators zwischen dem Kollektor- und dem Emitteranschluß des Transistors besteht aus der Serienschaltung der Kapazität Cx und einer weiteren Kapazitätsvariationsdiode D2.The feedback branch of the oscillator between the collector and the emitter connection of the transistor consists of the series connection of the capacitance Cx and a further capacitance-varying diode D2.

Mit Hilfe der am Rückkopplungszweig angebrachten Kapazitätsvariationsdiode DZ wird erreicht, daß die Schwingamplitude über den Durchstimmbereich des Oszillators konstant bleibt, was durch entsprechende Wahl der Vorspannung möglich wird. Die Zuführung der erforderlichen Diodensperrspannung -Up erfolgt über eine Hochfrequenzdrossel Dr und eine Durchführungskapazität CD,. Beide Dioden werden somit von der gleichen Sperrspannungsquelle gespeist. Die Kapazität CR des Rückkopplungszweiges wird im allgemeinen so gewählt, daß sie für die Schwingfrequenz näherungsweise einen Kurzschluß darstellt, während man die Kapazität der Diode D2 so aussucht, daß sich eine möglichst konstante und günstige Schwingamplitude des Oszillators über den Durchstimmbereich ergibt. Wenn die Kapazitätsvariation der Diode D2 bei einer gegebenen Diodentype zur Erzielung der gewünschten konstanten Schwingamplitude zu groß ist, so kann durch Verkleinerung der Rückkopplungskapazität CR und gleichzeitige Wahl einer in ihrer Grundkapazität größeren Kapazitätsvariationsdiode D2 die resultierende Kapazität des Rückkopplungszweiges und deren Verlauf als Funktion der Diodenvorspannung gewählt werden. Durch passende Wahl der beiden Schaltelemente CR und D2 läßt sich somit eine Vorspannung für die Diode finden, welche in allen Fällen eine gleichmäßige Schwingamplitude ermöglicht.With the aid of the capacitance-varying diode DZ attached to the feedback branch, it is achieved that the oscillation amplitude remains constant over the tuning range of the oscillator, which is made possible by a corresponding selection of the bias voltage. The required diode reverse voltage -Up is supplied via a high-frequency choke Dr and a lead-through capacitance CD ,. Both diodes are thus fed by the same reverse voltage source. The capacitance CR of the feedback branch is generally chosen so that it represents approximately a short circuit for the oscillation frequency, while the capacitance of the diode D2 is chosen so that the oscillator's oscillation amplitude is as constant and favorable as possible over the tuning range. If the capacitance variation of the diode D2 for a given diode type is too large to achieve the desired constant oscillation amplitude, the resulting capacitance of the feedback branch and its course as a function of the diode bias can be selected by reducing the feedback capacitance CR and simultaneously selecting a capacitance-varying diode D2 with a larger basic capacitance will. By suitable choice of the two switching elements CR and D2, a bias voltage for the diode can thus be found which enables a uniform oscillation amplitude in all cases.

In der F i g. 2 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, wie man die erfindungsgemäße Schaltung aufbauen kann. Hierbei wurde ebenfalls ein Transistoroszillator zugrunde gelegt, der einen ausgangsseitigen 4 -Topfkreis besitzt. Die Schaltung unterscheidet sich gegenüber dem in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der aus der Rückkopplungskapazität CR und der Kapazitätsvariationsdiode D2 bestehende Rückkopplungszweig nicht voll an den Ausgangskreis Tk angekoppelt ist, sondern mit Hilfe der Koppelschleife K2 transformatorisch an den Schwingkreis angekoppelt wird. Die übrigen Bezeichnungen der F i g. 2 entsprechen denen der F i g. 1. Diese Art der in der F i g. 2 beschriebenen Schaltung besitzt den Vorteil, daß sich die transformatorische Ankopplung des Rückkopplungszweiges an den Schwingkreis durch Ändern der von der Koppelschleife umschlossenen Fläche in ihrem Transformationsfaktor ändern läßt. Die Wahl der optimalen Rückkopplung ist damit besonders einfach zu erreichen, was insbesondere bei der Serienfertigung derartiger Oszillatoren und bei stark streuenden Bauelementen von Vorteil ist.In FIG. 2 shows another way how to can build the circuit according to the invention. A transistor oscillator was also used here based, which has an output-side 4 -pot circle. The circuit differs from that in FIG. 1 illustrated embodiment in that the one of the feedback capacitance CR and the capacitance varying diode D2 existing feedback branch not fully coupled to the output circuit Tk is, but with the help of the coupling loop K2 transformatively to the resonant circuit is coupled. The other designations in FIG. 2 correspond to those of the F i g. 1. This type of in the F i g. 2 has the advantage of that the transformer coupling of the feedback branch to the resonant circuit by changing the area enclosed by the coupling loop in its transformation factor can change. The choice of the optimal feedback is therefore particularly easy achieve what especially in the series production of such oscillators and is an advantage in the case of highly scattering components.

Claims

Claims: 1. Oscillator, its frequency with the help of a capacitance-varying diode is tunable and in which the oscillation amplitude is constant over the tuning range remains that also in the feedback branch of the oscillator a capacitance-varying diode with a suitably selected bias voltage is inserted which provides the required variable DC voltage of the same The voltage source receives like the tuning diode.

2. Oscillator according to claim 1, characterized characterized in that that of the feedback capacitance (CR) and the capacitance varying diode (D2) with existing feedback branch to the output circuit (Tk) of the oscillator With the help of a coupling loop (K2) is coupled transformer. Considered Publications: German Auslegeschrift No. 1089 426; U.S. Patents No. 2 984 794, 3 068 427.