DE1282104B

DE1282104B - In der Frequenz modulierbarer freischwingender Oszillator

Info

Publication number: DE1282104B
Application number: DES98461A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hermann Barth; Egmont Gabler; Dr Hans Leysieffer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-07-27
Filing date: 1965-07-27
Publication date: 1968-11-07

Description

In der Frequenz modulierbarer freischwingender Oszillator Zusatz zur Anmeldung: S 81779 IX d/21 a4 Auslegeschrift 1252 761 Gegenstand des Hauptpatents ist ein in der Frequenz modulierbarer freischwingender Oszillator, insbesondere für die Richtfunktechnik, mit einem frequenzbestimmenden Parall.elresonanzkreis, dessen Kapazität im wesentlichen durch einen Kondensator gebildet wird, dessen Kapazitätskennlinie der einer Kapazitätsdiode entspricht und vorzugsweise durch zwei gegensinnig in Reihe geschaltete Kapazitätsdioden gebildet wird, denen die Modulationsspannung parallel zugeführt wird, bei dem weiterhin eine ohmsche Belastung, vorzugsweise der Verbraucherwiderstand, derart an den frequenzbestimmenden Parallelresonanzkreis angekoppelt ist, daß die Modulationskennlinie im Arbeitsbereich wenigstens nahezu linear verläuft, und bei dem außerdem dem frequenzbestimmenden Parallelresonanzkreis ein Zweipol parallel geschaltet ist, der im Arbeitsfrequenzbereich kapazitiv ist und dessen Kapazitätswert mit zunehmender Frequenz derart abnimmt, daß die Modulationskennlinie im Arbeitsbereich linear ist.
Oszillatoren dieser Art zeichnen sich durch eine wesentlich linearere Modulationskennlinie aus im Vergleich zu Oszillatoren, bei denen in üblicher Weise nur Varaktordioden parallel zum frequenzbestimmten Resonanzkreis geschaltet sind.
Gegenstand der Erfindung ist eine Weiterbildung der Oszillatorschaltungen nach dem Hauptpatent. Ausgehend von einem Oszillator der einleitend beschriebenen Art besteht die Erfindung darin, daß in Reihe mit dem Parallelresonanzkreis eine weitere Reaktanz geschaltet ist, die im Vorzeichen und Wert derart gewählt ist, daß die Reihenschaltung aus dem Parallelresonanzkreis und der Reaktanz einen die Modulationskennlinie linearisierenden Serienresonanzkreis bildet. Die Reaktanz kann vor allem eine Induktivität, eine Kapazität oder ein Serienresonanzkreis sein.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die F i g. 1 zeigt eine Oszillatorschaltung mit einem Transistor T, der in Basisschaltung vorgesehen ist. Vom Kollektor dieses Transistors ist eine Rückkopplung zum Basisanschluß in Form eines kapazitiven Spannungsteiles mit den Kondensatoren C2 und C 3 vorgesehen. Vorzugsweise soll C 3 so gewählt werden, daß es bei induktiver Eingangsimpedanz der Basis-Emitter-Strecke diesen induktiven Eingangswiderstand im Betriebsfrequenzbereich zu einem stark bedämpften ParaHelresonanzkreis ergänzt. Die Gleichspannungszuführung für den Emitteranschluß geschieht über eine Hochfrequenzdrossel Drl, die kapazitiv gegen den Basisanschluß verblockt ist und an deren Stelle auch ein entsprechender ohmscher Widerstand treten kann. Der Kollektor des Transistors erhält seine Gleichspannungszuführung ebenfalls über eine Drossel, die mit Dr2 bezeichnet ist und ebenfalls gegen die Basiselektrode für die Betriebsfrequenzen kapazitiv kurzgeschlossen ist. Auch an die Stelle dieser Drossel kann ein entsprechender Widerstand treten, wenn nicht die Gleichspannungszuführung über den ausgangsseitigen Resonanzkreis der Transistorschaltung geführt werden kann. Der im wesentlichen frequenzbestimmende Parallelresonanzkreis der Oszillatorschaltung enthält eine InduktivitätL und eine KapazitätC, die vorzugsweise fast ausschließlich durch die Kapazität der Serienschaltung zweier Kapazitätsdioden gebildet wird. Der VerbraucherRL ist einer geforderten Anpassung entsprechend an die Induktivität des Parallelresonanzkreises LC untersetzt angeschaltet. Die zur Veränderung des Kapazitätswertes von C erforderliche Vorspannung der beiden Kapazitätsdioden wird unter Zwischenfügung einer Hochfrequenzdrossel zwischen den beiden Dioden gegen Masse angelegt. Die Hochfrequenzverdrosselung wird zweckmäßig wie in der Fig. 1 angedeutet, durch Querkapazitäten zu einem Tiefpaß ergänzt, dessen Grenzfrequenz ausreichend oberhalb der höchsten Modulationsfrequenz liegt. Die Vorspannung U enthält neben dem üblichen Gleichspannungswert noch die Modulationsspannung überlagert. In Reihe mit dem Parallelresonanzkreis LC ist ein Serienresonanzkreis mit der Induktivität * 1 und der Kapazität C 1 geschaltet. In Reihe mit * 1, C 1 kann ein Widerstand R eingefügt werden, durch den sich die Steilheitsänderung der Modulationskennlinie zusätzlich noch beeinflussen läßt.
In der F i g. 2 ist zunächst der Blindwiderstandsverlauf des SerienresonanzkreisesLl, Cl in Abhängigkeit von der Frequenz f aufgetragen. In der F i g. 3 ist als stark ausgezogene Kurve die Abhängigkeit der Abstimmfrequenz des Parallelresonanzkreises LC von der Modulationsspannung U aufgetragen (ohne die Wirkung des Serienkreises L 1, C 1). Es ist dies eine gekrümmte Kurve, deren Steilheit mit zunehmender Amplitude der Modulationsspannung U an --den Kapazitätsdioden abnimmt. Wird die Abstimmung des SerienresonanzkreisesLl, Cl so gewählt, daß die Serienresonanzfrequenz von L 1, C 1 etwa in die Mitte der Kurve für den ParaHelresonanzkreis LC in F i g. 3 zu liegen kommt (Punkt 3 *in F i g. 3), dann findet bei dieser Frequenz keine Beeinflussung der Schwingfrequenz des OsziRators durch L 1, C 1 statt, wenn, wie in der Regel zulässig, unterstellt wird, daß die Schwingfrequenz des Oszillators dadurch bestimmt ist, daß der zwischen Kollektor und Basis angeschaltete Zweipol bei der Schwingfrequenz rein reell ist und wesentliche Phasendrehungen im Transistor noch nicht auftreten. Ist der Fall gegeben, daß Phasendrehungen im Transistor auch vorhanden sind, dann verschiebt sich dieser Resonanzwert entsprechend, doch ändert dies nichts an der grundsätzlichen Wirkungsweise. Wird unter der Annahme der vorhergehenden Voraussetzungen die Modulationsspannung U erhöht, so erhöht sich die Parallelresonanz von LC. Die Reihenschaltung von Ll, Cl ist für diesen höheren Frequenzwert induktiv. Es muß also, damit die Reihenschaltung von Ll, Cl mit dem ParaUelkreis reell wird, eine Schwingfrequenz auftreten, für die der Parallelresonanzkreis kapa#tiv ist. Der ParallelresonanzkreisLC ist aber nur für eine Frequenz kapazitiv, die oberhalb seiner Abstimmfrequenz liegt. Es wird sich also eine Schwingfrequenz des OsziRators einstellen, die höher ist als die Abstimmfrequenz des Parallelkreises. Diese eigentliche Schwingfrequenz ist mit 4' im Diagramm der F i g. 3 eingetragen. Analog ist die Schwingfrequenz im Punkt5' wesentlich höher als die entsprechende Abstimmfrequenz5 desParaffelresonanzkreises. Für tiefere Frequenzen als sie im Punkt 3 in F i g. 3 entspricht, wirkt der Serienresonanzkreis kapazitiv. In diesem Fall nimmt die Schwingfrequenz des Oszillators mit abnehmender Vorspannung U stärker ab als die entsprechende Abstimmfrequenz des Parallelresonanzkreises LC. Damit liegen die Schwingfrequenzpunkte 2' und f wesentlich tiefer als die entsprechenden Punkte 1 und 2 des Parallelresonanzkreises LC. Aus der F i g. 3 ist erkennbar, daß eine wesentliche Erhöhung der Modulationssteilheit unter zusätzlicher Linearisierung der Kennlinie (gestrichelte Kurve) eingetreten ist, wenn unter Modulationssteilheit die Änderung der Frequenz in Ab- hängigkeit von der Änderung der an die Kapazitätsdioden angelegten Spannung U verstanden wird. Unter Zugrundelegung gleichen Frequenzhubes ist damit bei der erlmdungsgemäßen Oszillatorschaltung eine geringere Aussteuerspannung bzw. Modulationsspannung U erforderlich, im Vergleich zu dem Fall ohne die Einschaltung von Ll, Cl. Das ist gleichbedeutend einer weiteren wesentlichen Verminderung der Modulationsverzerrungen.
Aus der F i g. 3 ist erkennbar, daß der Arbeitspunkt, um den herum die Spannung U ihren Wert verändert, im wesentlichen frei gewählt werden kann, also beispielsweise bei 2, 3 oder 4. Daraus folgt, daß an Stelle des auf eine Mittenfrequenz abgestimmten Serienresonanzkreises auch ein auf eine höher oder tiefer gelegene Frequenz abgestimmter Serienkreis anwendbar ist. Es ist sogar auch eine reine Kapazität oder eine reine Induktivität anwendbar. Für diese Fälle können in der Schaltung nach F i g. 1 entweder L 1 oder C 1 entfallen, wie es die F i g. 4 und 5 andeuten.

Claims

Patentansprüche: 1. In der Frequenz modulierbarer freischwingender Oszillator, insbesondere für die Richtfunktechnik, mit einem frequenzbestimmenden Parallelresonanzkreis, dessen Kapazität im wesentlichen durch einen Kondensator gebildet wird, dessen KapazitätskennEnie der einer Kapazitätsdiode entspricht und vorzugsweise durch zwei gegensinnig in Reihe geschaltete Kapazitätsdioden gebildet wird, denen die Modulationsspannung parallel zugeführt wird, bei dem weiterhin eine ohmsche Belastung, vorzugsweise der Verbraucherwiderstand, derart an den frequenzbestimmenden Parallelresonanzkreis angekoppelt ist, daß die Modulationskennlinie ini Arbeitsbereich wenigstens nahezu linear verläuft, und bei dem außerdem dem frequenzbestimmenden Parallelresonanzkreis ein Zweipol parallel geschaltet ist, der im Arbeitsfrequenzbereich kapazitiv ist und dessen Kapazitätswert mit zunehmender Frequenz derart abnimmt, daß die Modulationskennlinie im Arbeitsbereich linear ist, nach Patent-anmeldung S81779IXd/21a4 (deutsche Auslegeschrift 1252761, dadurch gekennz e i c h n e t, daß in Reihe mit dem Parallelresonanzkreis (L, C) eine weitere Reaktanz (L 1, C 1) geschaltet ist, die im Vorzeichen und Wert derart gewählt ist, daß die Reihenschaltung aus dem Parallelresonanzkreis (L, C) und der Reaktanz (L 1, C 1) einen die Modulationskeimlinie linearisierenden Serienresonanzkreis bildet (Fi g. 1). 2. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktanz ein induktiver oder kapazitiver Blindwiderstand (L 1 in F i g. 4 bzw. C 1 in F i g. 5) ist. 3. Oszillator nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktanz als Serienresonanzkreis (L 1, C 1) ausgebildet ist (F i g. 1).