DE1277943B

DE1277943B - Circuit arrangement for generating sinusoidal voltages or currents

Info

Publication number: DE1277943B
Application number: DES86876A
Authority: DE
Inventors: Lajos Hegedues
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-08-23
Filing date: 1963-08-23
Publication date: 1968-09-19

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung von sinusförmigen Spannungen bzw. Strömen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von sinusförmigen Spannungen bzw. Strömen unter Verwendung von vorzugsweise zwei Transistoren in Emitter-Schaltung mit einem Resonanzkreis im Ausgang eines ersten Transistors, wobei der Eingang des ersten Transistors einerseits mit dem Ausgang eines zweiten Transistors direkt verbunden ist und andererseits über einen regelbaren Vorwiderstand an der für die Gesamtschaltung gemeinsamen Speisespannungsquelle liegt.Circuit arrangement for generating sinusoidal voltages or Current The present invention relates to a circuit arrangement for generation of sinusoidal voltages or currents using preferably two Emitter-connected transistors with a resonant circuit at the output of a first Transistor, the input of the first transistor on the one hand with the output a second transistor is connected directly and on the other hand via a controllable Series resistor is connected to the supply voltage source common to the entire circuit.

Bekannte Oszillatorschaltungen arbeiten mit einem aktiven Element, das eine Rückkopplung seines Ausganges auf seinen Eingang aufweist, wodurch die Schwingungsamplitude verstärkt und phasenrichtig dem Eingang zugeführt wird.Known oscillator circuits work with an active element, which has a feedback of its output to its input, whereby the Vibration amplitude is amplified and fed to the input in the correct phase.

Die Begrenzung der Schwingungsamplitude erfolgt durch die Nichtlinearität der Kennlinie des aktiven Elementes, welche durch die Nichtlinearität des Eingangswiderstandes und die dadurch resultierende Verschiebung des Arbeitspunktes noch unterstützt wird. Daher wird die rückgekoppelte Energie dann am größten, wenn sich die Amplitude der Schwingung im Bereich der maximalen Verstärkung der Arbeitskennlinie befindet. Der Anstoß des schwingenden Elementes erfolgt in der Nähe des Amplituden-Maximums.The vibration amplitude is limited by the non-linearity the characteristic curve of the active element, which is caused by the non-linearity of the input resistance and the resulting shift in the operating point is still supported. Therefore, the fed-back energy is greatest when the amplitude of the Oscillation is in the range of the maximum gain of the working characteristic. Of the The vibrating element is triggered in the vicinity of the amplitude maximum.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, das schwingende Element vorteilhaft während des Nulldurchgangs kurzzeitig nach beiden Schwingungsrichtungen hin anzustoßen, so daß das schwingende Element freie Schwingungen ausführen kann, die zugeführte Energie soll dabei unabhängig von der Nichtlinearität der Verstärkung und des Eingangswiderstandes des aktiven Elementes sein. Sie soll unabhängig vom aktiven Element regelbar sein, um eine vorgegebene Amplitude exakt einstellen zu können. Darüber hinaus sollen Einflüsse der Nichtlinearität des aktiven Elementes auf die Schwingfrequenz ausgeschaltet sein. Ein weiterer Vorteil wird dadurch erzielt, daß die Dimensionierung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gerade bei Transistoren unkritisch ist und große Exemplarstreuungen zugelassen werden können.The present invention is based on the knowledge that vibrating element advantageous briefly after both during the zero crossing To push directions of vibration, so that the vibrating element free vibrations can perform, the supplied energy should be independent of the non-linearity the gain and the input resistance of the active element. she should independently of the active element can be regulated to a predetermined amplitude exactly to be able to adjust. In addition, influences of the non-linearity of the active The element must be switched off to the oscillation frequency. Another benefit will be achieved in that the dimensioning of the circuit arrangement according to the invention is uncritical, especially with transistors, and large specimen variations are permitted can.

Bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist dazu gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Eingang des zweiten Transistors über ein induktives Koppelelement an den im Ausgang des ersten Transistors liegenden Resonanzkreis angekoppelt ist.In a circuit arrangement of the type mentioned above, this is necessary according to the invention provided that the input of the second transistor via a inductive coupling element to the resonance circuit located in the output of the first transistor is coupled.

An Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung soll diese eingehender erläutert werden. Die Figur zeigt, daß in der Kollektorleitung des Transistors T1 der Schwingkreis, bestehend aus der Kapazität C und der Induktivität L1, liegt. Die Basis des Transistors Ti erhält über den regelbaren Widerstand R1 ihre Vorspannung. über die magnetisch mit der Schwingkreisinduktivität L1 gekoppelte Induktivität L2 ist die Basis des Transistors T2 an den Resonanzkreis angekoppelt, wobei zur Strombegrenzung noch der Widerstand R2 zugeschaltet ist. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T2 liegt in Reihe zum Widerstand R1.On the basis of the embodiment of the invention shown in the figure this should be explained in more detail. The figure shows that in the collector line of the transistor T1, the resonant circuit, consisting of the capacitance C and the inductance L1, lies. The base of the transistor Ti receives via the controllable resistor R1 their bias. via the magnetically coupled with the resonant circuit inductance L1 Inductance L2 is the base of transistor T2 coupled to the resonant circuit, Resistor R2 is also connected to limit the current. The collector-emitter path of transistor T2 is in series with resistor R1.

An den Klemmen 1 und 2 wird der Schaltung die Speisegleichspannung derart zugeführt, daß die Klemme 1 negativ gegenüber der Klemme 2 ist, und an der Klemme 3 wird das Nutzsignal abgenommen. Ferner ist die Klemme 2 als gemeinsamer Potentialbezugspunkt gewählt.The DC supply voltage is fed to the circuit at terminals 1 and 2 in such a way that terminal 1 is negative compared to terminal 2 , and the useful signal is picked up at terminal 3. Terminal 2 is also selected as a common potential reference point.

Diese Anordnung wirkt wie folgt: Zunächst fließt zu Beginn des Vorganges ein konstanter Strom durch den Transistor T1. Der Transistor T2 ist gesperrt, da seine Basis über den Widerstand R2 und die Induktivität L2 auf Emitterpotential liegt. Der Schwingkreis Li, C wird angestoßen und führt eine Halbschwingung in positiver Richtung aus. Der Strom, welcher durch den Transistor T2 fließt, wird dabei nicht geändert und daher der Ablauf der Schwingung von außen nicht beeinflußt. Nach Ablauf der Halbschwingung ist ein Teil der den Schwingkreis L1, C zugeführten Energie in der Induktivität L1 gespeichert. Die in der Induktivität L2 induzierte Spannung hält wegen ihrer Polarität den Transistor T2 weiter geschlossen. Nun kehrt sich die Schwingungsrichtung um, d. h., auch die Polarität der Spannung an der Induktivität L2 kehrt sich um. Der Transistor T2 wird durchgeschaltet und sperrt den Transistor T1, da dessen Basis nun auf Emitterpotential liegt. Die in der Schwingkreisinduktivität gespeicherte Energie erteilt der Schwingung einen Anstoß in die negative Richtung. Beim erneuten Nulldurchgang der Schwingung spielt sich der Vorgang in gleicher Weise erneut ab.This arrangement works as follows: First, flows at the beginning of the process a constant current through transistor T1. The transistor T2 is blocked because its base via the resistor R2 and the inductance L2 to emitter potential lies. The oscillating circuit Li, C is triggered and leads to a positive half oscillation Direction off. The current that flows through the transistor T2 is not changed and therefore the course of the vibration is not influenced from the outside. After expiration the half oscillation is part of the energy supplied to the oscillating circuit L1, C the inductance L1 stored. The voltage induced in inductance L2 keeps transistor T2 closed because of its polarity. Now it turns the direction of oscillation is reversed, d. i.e. also the polarity of the voltage across the inductance L2 is reversed. The transistor T2 is switched on and blocks the transistor T1, because its base is now at the emitter potential. The one in the resonant circuit inductance stored energy gives the vibration one Kick-off in the negative direction. When the oscillation crosses zero again, the process takes place again in the same way.

Da immer nur ein kurzer Anstoß während des Nulldurchgangs der Schwingung erfolgt, ist diese Schaltung mit einer Ankeruhr zu vergleichen. Das elektrische Analogon zur Unruhe ist der Schwingkreis; die Unruhe wird kurzzeitig von der Ankergabel - analog dem Transistor T1 - angestoßen und führt daher freie Schwingungen hoher Genauigkeit aus. Die Amplitude der Schwingung ist mit Hilfe des Widerstandes R, exakt regelbar.Since there is always only a short impulse during the zero crossing of the oscillation takes place, this circuit can be compared with an anchor clock. The electric The oscillating circuit is analogous to the unrest; the unrest is briefly released by the anchor fork - similar to the transistor T1 - triggered and therefore leads to higher free oscillations Accuracy. The amplitude of the oscillation is determined with the help of the resistance R, precisely adjustable.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for generating sinusoidal Voltages or currents using preferably two transistors in an emitter circuit with a resonance circuit in the output of the first transistor, the input of the first transistor on the one hand directly connected to the output of a second transistor and on the other hand via a controllable series resistor for the entire circuit common supply voltage source, characterized in that the input of the second transistor via an inductive coupling element to the output of the first transistor lying resonant circuit is coupled.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the transistors are in emitter connection are operated.

3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that that as a resonance circuit in the output of the first transistor, a parallel resonant circuit Is used.

4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that as a coupling element for coupling the input of the second transistor using an inductance with the resonance circuit in the output of the first transistor finds, which is magnetically coupled to the inductance of the resonance circuit and with a lead with the emitters of the transistors at common potential lies. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1142 640; British Patent No. 819 511.