-
Oszillatorschaltung mit in Brückenschaltung angeordneten Abstimmelementen
des Oszillatorschwingkreises Die Erfindung bezieht sich auf eine Oszillatorschaltung
mit in Brückenschaltung angeordneten Abstimmelementen des Oszillatorschwingkreises
und einer in der Brückendiagonale liegenden Koppelkapazität.
-
Zur Beseitigung der Frequenzabhängigkeit von Frequenzregelschaltungen,
die durch die Nachstimmkapazitäten (steuerbare Reaktanzen) hervorgerufen wird, ist
es bekannt (französische Patentschrift 1319 107), dem Abstimmkondensator
bzw. dem Schwingkreis je eine steuerbare Reaktanz parallel bzw. in Reihe
zu schalten. In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, eine Kapazitätsbrücke zu
verwenden, in der die Brückenzweige aus dem Abstimmkondensator, einem dazu in Reihe
liegenden Verkürzungskondensator, einem Koppelkreiskondensator und einer steuerbaren
Reaktanz bestehen und die Brückendiagonale ebenfalls einen Kondensator enthält.
Mit dieser FrequenznachregeIschaltung wird lediglich ein Frequenznachregelbereich
von höchstens 100 kHz erreicht, was etwa 0,3 Prozent des Oszillatorfrequenzbereiches
entspricht.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem großen Frequenzbereich
arbeitende Oszillatorschaltungen derart auch in große Teilbereiche umschaltbar zu
gestalten, daß die Abstimmung in allen Teilbereichen mit einer um gleiche Werte
veränderbaren Kapazität vorgenommen werden kann.
-
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit sehr geringem Aufwand dadurch
gelöst, daß die Brückenschaltung den gesamten Schwingkreis umfaßt, indem deren Brückenzweige
von je zwei in Reihe geschalteten Induktivitäten und Kapazitäten gebildet
werden, daß die eine der Kapazitäten der Einstellung großer Teilbereiche des gesamten
Frequenzbereiches und die andere der Abstimmung innerhalb der Teilbereiche dient
und daß die Koppelkapazität die Brückendiagonale zwischen dem Verbindungspunkt der
beiden Induktivitäten und dem der Kapazitäten bildet und die Koppelkapazität so
bemessen ist, daß zur Ab-
stimmung innerhalb der Teilbereiche vorgenommene
Kapazitätsänderungen in allen Teilbereichen die gleichen Frequenzänderungen bewirken.
-
Die Koppelkapazität in der Brückendiagonale hat die Wirkung einer
frequenzabhängigen Kapazität, die im oberen Teil des Frequenzbereiches eine Vergrößerung
und im unteren Teil des Frequenzbereiches eine Einengung der Frequenzvariation der
Kapazität zur Feinabstimmung bewirkt. Dadurch werden in allen Abstimmbereichen durch
gleiche Kapazitätsänderungen (Feinabstimmung) gleich große Frequenzvariationen erzielt.
Der Frequenzumfang der Teilbereiche wird von der Kapazitätsvariation für die Feinabstimmung
und die Frequenzlage dieser Teilbereiche von der Kapazität im anderen Brückenzweig
bestimmt.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand von zwei Ausführungsbeispielen
in den F i g. 1
bis 3 näher beschrieben.
-
In F i g. 1 ist ein als Brückenschaltung ausgebildeter Oszillatorschwingkreis
im Prinzip dargestellt.
-
In F i g. 3 ist der Frequenzregelbereich in den drei Abstimmbereichen
des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2 unter Berücksichtigung des Einflusses
der Koppelkapazität in der Brückendiagonale wiedergegeben.
-
Die Oszillatorbrückenschaltung nach F i g. 1 besteht aus den
Brückenzweigen L 1, L 2, C 1. und C 2 und der
Brückendiagonale mit der Koppelkapazität Ck. Die beiden Induktivitäten L
1 und L 2 werden beispielsweise durch eine Spulenanzapfung der Schwingkreisinduktivität
gebildet. Die Kapazitäten C 1 und C 2 sind z. B. als Drehkondensatoren
ausgebildet. Eine der Kapazitäten C 1 und C 2 dient z. B. der Unterteilung
des gesamten Frequenzbereiches in eine beliebige Änzahf von gleich großen, lückenlos
aufeinanderfolgenden Teilbereichen, während die andere Kapazität so ausgelegt werden
kann, daß durch ihre Variation die Feinabstimmung in jedem einzelnen der Teilbereiche
möglich ist. In umschaltbaren Schwingkreisen kann z. B. die Kapazität
C 1
zur Bereichsumschaltung aus wahlweise einschaltbaren
Festkapazitäten gebildet werden. Ebenso ist es möglich, verschiedene Kapazitätswerte
von Cl
elektronisch mittels spannungsgesteuerter Reaktanz, z. B. bei Kapazitätsdioden
durch Änderung der negativen Vorspannung, zu erzeugen.
-
Die Anwendung der Brückenschaltung ist nicht auf Oszillatoren mit
unterteiltem Frequenzbereich beschränkt. Verwendet man für die KapazitätC1 einen
stetig einstellbaren Kondensator, der den ganzen Frequenzbereich eines Oszillators
überstreichen kann, dann ist mit der ebenfalls stetig veränderbaren Kapazität
C 2 an jeder Stelle des Frequenzbereiches eine gleich große Frequenzvariation
zu erzielen, wobei die Größe dieser Frequenzvariation nur vom minimal und maximal
einstellbaren Wert der Kapazität C 2 abhängt. Durch Änderung der Kapazität
C 1
zur Bereichseinstellung wird eine Frequenzlage festgelegt, in deren
Umgebung durch Änderung der Kapazität C 2 im anderen Brückenzweig eine Feinabstimmung
durchführbar ist. Die Größe der Kapazitätsvariation für die Feinabstimmung ist dann
nicht an einen bestimmten Wert gebunden, sondern frei wählbar.
-
Eine weitere vorteilhafte Anwendung der Brückenschaltung liegt bei
frequenzgeregelten Osziflatoren. F i g. 2 gibt einen auf drei Abstimmbereiche
umschaltbaren frequenzgeregelten Oszillator wieder. Der Abstimmbereich eines frequenzgeregelten
Oszillators von z. B. 70 bis 100 MHz ist in vorzugsweise drei gleich
große Teilbereiche von 70 bis 80 MHz, 80 bis 90 MHz
und 90 bis 100 1%#. unterteilt. Die Oszillatorschaltung besteht aus
dem Schwingtransistor Tr und dem als Brückenschaltung ausgebildeten Schwingkreis
mit der Induktivität L mit einer Spulenanzapfung und den spannungsgesteuerten Kapazitätsdioden
D 1 und D 2. Der Kapazitätsdiode D 2 wird vom Phasendiskriminator
Ph über den Tiefpaß TP und die Reggelleitung die Regelspannung zur Steuerung ihres
Kapazitätswerts und damit zur Feinabstimmung des Oszillators zugeführt. An den beiden
Eingängen des Phasendiskriminators Ph wird die Oszillatorfrequenz und die Vergleichsfrequenz
(Eingang V) zugeführt. Die Abstimmung auf die einzelen Teilbereiche erfolgt durch
Änderung der Vorspannung der Kapazitätsdiode D 1.
-
Die Bemessung der Brückenschaltung ist dann so, daß im mittleren Abstimmbereich
(80 bis 90 MHz) die Kapazitäten D 1 und D
2 (C 1, C 2, F i g. 1) etwa gleich groß sind. In diesem
Bereich ist die Brückenschaltung abgeglichen (Brückennullpunkt) und die Koppelkapazität
Ck praktisch ohne Einfluß. Im hohen Abstimmbereich (90 bis 100 MHz)
liegt dieser Brückennullpunkt am oberen Bereichsende. Bei Änderung der Kapazität
der Diode D 2 nach größeren Kapazitäten hin erfolgt in zunehmendem Maße eine
Verstimmung der Brückenschaltung, und die Koppelkapazität Ck wird ebenfalls zunehmend
in den Abstimmkreis hineintransfonniert, so daß bei gleicher Vorspannung an der
Diode D 2 eine größere Frequenzvariation erreicht wird als ohne Koppelkapazität
Ck. Im tiefen Abstimmbereich (70 bis 80 MHz) muß die Frequenzvariation
der Diode D 2 eingeengt werden. Das Frückengleichgewicht liegt am unteren
Bereichsende, und mit abnehmender Kapazität der Diode D 2 wird der Einfluß
der Koppelkapazität zunehmend größer und bewirkt die gewünschte Ver-"nete ringerung
der Frequenzvariation. Durch geeig Wahl der Größe der Koppelkapazität ist die gleiche
Frequenzvariation in allen drei Abstimmbereichen bei gleicher Kapazitätsvariation
(gleiche Regelspannungen) mit guter Genauigkeit zu erreichen.
-
In F i g. 3 ist die Frequenz F des Oszillators in Abhängigkeit
von der Regelspannung Ul für die Kapazitätsdiode D 2 für die drei Abstimmbereiche
1
(70 bis 80 MHz), 11 (80 bis 90 MHz) und 111
(90 bis 100 NIHz) aufgetragen. Die ausgezogenen Kurven geben die Frequenzvariation
bei eingeschalteter Koppelkapazität Ck und die gestrichelt dargestellten Kurven
die Variation bei fehlender Koppelkapazität wieder. Dadurch wird der Einfluß der
Koppelkapazität deutlich sichtbar. Im Regelbereich von etwa 2 bis 8 V wird
in allen drei Abstimmbereichen I, II und IN genau die gleiche Frequenzänderung von
10 NIEL-erzielt. Bei gegebener Regelspannung ist ohne Koppelkapazität im
unteren Bereich die erzielbare Frequenzänderung zu groß, während sie im oberen Bereich
III zu klein ist.
-
Die den Teilbereichen fest zugeordneten Kapazitätswerte werden durch
verschieden große Vorspannungen der Kapazitätsdiode D 1 erzeugt, die durch
Schließen eines der Kontakte E, F, G am Widerstand R
1 entstehen. Die Verwendung von spannungsgesteuerten Kapazitätsdioden in
beiden Brückenzweigen erfordert eine Entkopplung der Gleichspannungssteuerkreise.
Zwischen den beiden in Reihe geschalteten Kapazitätsdioden D 1 und
D 2 ist daher ein Entkopplungskondensator C 3 vorgesehen, dessen Kapazität
groß ist gegen die maximale Kapazität der KapazitätsdiodenD1 und D2. Die
Zuführung der Versorgungsspannung an die Kapazitätsdiode D 1 für die Bereichseinstellung
und die der Regelspannung an die Kapazitätsdiode D 2 zur Frequenznachregelung
erfolgt über Hochfrequenzdrosseln Drl bzw. Dr2.