DE1282105B

DE1282105B - Impulsgetriggerter Transistoroszillator

Info

Publication number: DE1282105B
Application number: DEM68453A
Authority: DE
Inventors: Eric Davies
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1965-02-18
Filing date: 1966-02-18
Publication date: 1968-11-07
Also published as: NL6601758A; US3363198A; FR1468499A; NL148758B; SE333169B; GB1074975A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03c

Deutsche Kl.: 21 a4 -16/01

Nummer: 1282 105

Aktenzeichen: P 12 82 105.5-35 (M 68453)

Anmeldetag: 18. Februar 1966

Auslegetag: 7. November 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen impulsgetriggerten Transistoroszillator mit einem frequenzbestimmenden Schwingkreis.

Von impulsgetriggerten Oszillatoren wird allgemein gefordert, daß sie eine Folge von frequenzkonstanten Schwingungen mit im wesentlichen konstanter Amplitude liefern. Eine derartige Folge von Schwingungen wird beispielsweise zur Erzeugung regelmäßiger Impulse mit konstanter Amplitude für Schieberegister oder zur Erzeugung wiederkehrender Synchronisierimpulse verwendet. Ist jedoch die benötigte Schwingungsfolge relativ kurz, so ist es sehr schwierig, der Forderung zu genügen, daß der Oszillator im wesentlichen sofort Schwingungen konstanter Amplitude erzeugen soll, anstatt die gewünschte Amplitude gemäß einem exponentiellen Verlauf aufzubauen.

Bekannte Oszillatoren, die beispielsweise gemäß einem Hartley-Oszillator aufgebaut sind, beginnen nach Triggerung durch einen Impuls Schwingungen ao zu erzeugen, deren Amplitude sich exponentiell bis zu dem gewünschten Endwert aufbaut. Damit ist eine kurze, jedoch wesentliche Anlaufperiode vorhanden, in der sich die Amplitude der Schwingungen ihrem Maximalwert nähert. Wird eine derartige Schwingungsfolge zur Erzeugung einer Impulsfolge verwendet, so verändert sich während der Anlaufperiode der Abstand zwischen den Impulsen. Dies ist als erheblicher Nachteil anzusehen.

Es ist ferner ein frei laufender, quarzstabilisierter Transistoroszillator bekannt, bei dem in einem Rückkopplungskreis zwischen dem Schwingkreis und dem Emitter ein Kondensator vorgesehen ist. Dieser Oszillator ist jedoch nicht zur Triggerung mittels Impulsen geeignet und liefert außerdem Schwingungsfolgen mit exponentiell anwachsender Amplitude, da der Oszillator im Stillstand nicht an Spannung liegt und sich der im Rückkopplungskreis liegende Kondensator während der Stillstandszeit entlädt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transistoroszillator zu schaffen, der bei Triggerung durch einen Impuls praktisch sofort Schwingungen mit der vollen Amplitude erzeugt und keine merkbare Anlaufperiode mit exponentiell anwachsenden Schwingungen aufweist und im Bedarfsfalle so ausgelegt sein kann, daß die Schwingungen sofort gestoppt werden können, ohne eine merkliche Abklingperiode der Amplitude zu zeigen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Schwingkreis mit einem bei nichtschwingendem Oszillator Energie speichernden Kondensator derart verbunden ist, daß beim Übergang des Oszillators in Impulsgetriggerter Transistoroszillator

Anmelder:

The Marconi Company Limited, London

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore, Dipl.-Ing. H. Gralfs

und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. G. Manitz,

Patentanwälte,

3300 Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:

Eric Davies, Danbury, Essex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 18. Februar 1965 (7086) - -

den Schwingzustand Energie in den Schwingkreis eingespeist wird und daß die Zeitkonstante des Entladekreises dieses Kondensators im wesentlichen gleich der Zeitkonstante des abgestimmten Schwingkreises ist.

Damit wird der Vorteil erzielt, daß der Aufbau der Schwingungen nach erfolgter Triggerung mittels eines Impulses nicht mehr exponentiell erfolgt, sondern die Schwingungen praktisch sofort mit der gewünschten Amplitude einsetzen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, bei der der Oszillator in Hartley-Schaltung geschaltet ist und einen abgestimmten Schwingkreis im Ausgangskreis des aktiven Elementes des Oszillators aufweist, ist die Eingangselektrode des aktiven Elementes mit einer Schaltungsanordnung zur Zuführung von Triggerimpulsen verbunden, und der Kondensator ist in einen Rückkopplungskreis zwischen dem Mittelpunkt des Schwingkreises und der dritten Elektrode des aktiven Elementes geschaltet.

Damit wird der Vorteil erzielt, daß durch die jeweilige Dimensionierung der Schaltungsanordnung zur Zuführung der Triggerimpulse eine geeignete Einstellmöglichkeit für die Ansteuerung des Oszillators und somit für die Geschwindigkeit der Energieübertragung von dem Kondensator in den Schwingkreis geschaffen wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein zusätzlicher Widerstand zu dem im Rückkopplungskreis angeordneten Kondensator in Reihe geschaltet.

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Damit wird der Vorteil erzielt, daß die Größe der ersten Schwingung nach Wunsch einstellbar ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein weiterer Widerstand in Reihe in den Kreis der dritten Elektrode des aktiven Elementes geschaltet und derart bemessen, daß sich der Kondensator bei nichtschwingendem Oszillator auf eine Spannung auflädt, die größer ist als die bei schwingendem Oszillator am Kondensator anliegende Spannung.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist zur Begrenzung der Amplitude des zugeführten Triggerimpulses im Eingangskreis eine Diode vorgesehen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Differenzierschaltung vorgesehen, um den dem Oszillator zugeführten Triggerimpuls zu differenzieren, wobei der dabei am Ende des Impulses erzeugte Spannungs-Nadelimpuls dazu verwendet wird, einen eine kritische Dämpfung ausübenden Schaltkreis parallel zu dem Schwingkreis anzuschalten.

Damit wird der Vorteil erzielt, daß ein sofortiges Anhalten der Schwingungen ohne merkliche Abklingperiode der Amplitude ermöglicht wird.

Schließlich wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Spannungs-Nadelimpuls der Basis »5 eines zu dem Schwingkreis parallelliegenden Transistors zugeführt, der so geschaltet ist, daß er durch den Nadelimpuls leitend wird und den Schwingkreis kritisch bedämpft.

Die Erfindung wird an Hand der zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform eines Transistoroszillators gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ein Schaltbild einer Weiterbildung des Transistoroszillators nach Fig. 1 und

F i g. 3 ein Schaltbild einer Weiterbildung des Transistoroszillators nach F i g. 2 mit Einrichtungen zum kritischen Bedampfen des Schwingkreises.

Nach Fig. 1 werden positiv gerichtete Triggerimpulse, die schematisch dargestellt sind, über einen Widerstand R1 und ein Einstellpotentiometer R 2 der Basis eines Transistors T1 zugeführt. Dieser Transistor bildet das aktive Element eines Hartley-Oszillators. Eine Zenerdiode D1 ist vorzugsweise parallel zum Potentiometer R2 geschaltet. Der Kollektorkreis des Transistors T1 enthält einen abgestimmten Schwingkreis Cl, Ll, wobei die Induktivität Ll eine Anzapfung aufweist, die über einen Kondensator C 2 mit dem Emitter des Transistors T1 verbunden ist. Der Emitterkreis weist einen Widerstand R 3 auf. Das Ausgangssignal wird von den Klemmen »AUS« einer mit der Spule L1 gekoppelten Spule L 2 abgeleitet.

Die Größe von C 2 ist in Abhängigkeit von der Ansteuerungsamplitude an der Basis von Tl, dem Wert von R 3, der Kennlinie von T1 und der Kreisgüte des belasteten Kreises Cl, Ll, derart gewählt, daß der Aufbau der Schwingungen in der Folge eines der Basis zugeführten positiv gerichteten Impulses nicht mehr exponentiell erfolgt, sondern die Schwingungen im wesentlichen sofort einsetzen. Dieses Ergebnis wird erzielt, weil T1 gesperrt ist und C 2 auf den vollen Wert der am Oszillator anliegenden hohen Speisespannung geladen wird, bevor der Triggerimpuls zugeführt wird. Sobald der Impuls zugeführt ist und Tl leitet, wird die in C 2 gespeicherte Energie in den Schwingkreis eingeführt. Von der ersten Halbperiode der Schwingungen an wird die Spannung an C 2 verringert und die Energie zur Aufrechterhaltung der Schwingungen aus der nicht dargestellten Speisespannungsquelle über R3 entnommen. Dies entspricht der Verringerung der hohen Spannung mit einer Zeitkonstante, die der des abgestimmten Schwingkreises gleich ist. Daher haben die nachfolgenden Schwingungen, wie groß auch immer die Amplitude der ersten Schwingungsperiode sein mag, keine größere Amplitude.

Das Potentiometer R 2 bietet eine geeignete Einstellmöglichkeit für die Ansteuerung der Basis und somit für die Geschwindigkeit der Energieübertragung von C2 in den Schwingkreis Cl, Ll.

Zwecks Erreichung einer stabilen Arbeitsweise soll die Amplitude des Triggerimpulses nach Einstellung von R 2 konstant gehalten werden. Dies wird bei der in F i g. 1 dargestellten Schaltung durch eine Zenerdiode D1 gewährleistet, die die Amplitude des Eingangsimpulses begrenzt.

Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform ist ein Widerstand R 4 mit dem Kondensator C 2 im Rückkopplungskreis in Reihe geschaltet, um den Strom zu begrenzen, der aus dem Kondensator C 2 entnommen werden kann, und so eine Berichtigung des Überschwingverhaltens zu bewirken und zu verhüten, daß die erste Periode der Schwingungen eine größere Amplitude als die folgenden Perioden besitzt.

Bei den Schaltungen nach den Fig. 1 und 2 erfolgt das Abklingen der Schwingungen am Ende eines zugeführten Triggerimpulses exponentiell.

Soll dies nicht der Fall sein, so kann die Schaltung nach F i g. 3 angewandt werden. Hierbei wird der Triggerimpuls durch die Differenzierschaltung C 3, R 5 differenziert, und der negativ gerichtete Spannungs-Nadelimpuls, der am Ende des Impulses durch die Differenzierung auftritt, macht einen zweiten Transistor T 2 leitend, der zu dem Schwingkreis Cl₁Ll parallel geschaltet ist. Der so am Ende des Impulses leitend gesteuerte Transistor Γ 2 übt eine kritische Dämpfung auf den Schwingkreis aus und verhindert so das unerwünschte exponentielle Abklingen der Schwingungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Impulsgetriggerter Transistoroszillator mit einem frequenzbestimmenden Schwingkreis, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis mit einem bei nichtschwingendem Oszillator Energie speichernden Kondensator (C 2) derart verbunden ist, daß beim Übergang des Oszillators in den Schwingzustand Energie in den Schwingkreis eingespeist wird, und daß die Zeitkonstante des Entladekreises dieses Kondensators (C 2) im wesentlichen gleich der Zeitkonstante des abgestimmten Schwingkreises (Cl, Ll) ist.

2. Oszillator nach Anspruch 1, der in Hartley-Schaltung geschaltet ist und einen abgestimmten Schwingkreis im Ausgangskreis des aktiven Elementes des Oszillators aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangselektrode des aktiven Elementes (Γ1) mit einer Schaltungsanordnung (Al, R2) zur Zuführung von Triggerimpulsen verbunden ist und daß der Kondensator (C 2) in einen Rückkopplungskreis zwischen dem Mittelpunkt des Schwingkreises (Cl, Ll) und der dritten Elektrode des aktiven Elementes (Tl) geschaltet ist.

3. Oszillator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Widerstand (R 4) zu dem im Rückkopplungskreis angeordneten Kondensator (C 2) in Reihe geschaltet ist.

4. Oszillator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Widerstand (R 3) in Reihe in den Kreis der dritten Elektrode des aktiven Elementes (Tl) geschaltet und derart bemessen ist, daß sich der Kondensator (C 2) bei nichtschwingendem Oszillator auf eine Spannung auflädt, die größer ist als die bei schwingendem Oszillator am Kondensator anliegende Spannung.

5. Oszillator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Amplitude des zugeführten Triggerimpulses im Eingangskreis eine Diode (Dl) vorgesehen ist.

6. Oszillator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Differenzierschaltung (C 3, R S) vorgesehen ist, um den dem Oszillator zugeführten Triggerimpuls zu differenzieren, und daß

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der dabei am Ende des Impulses erzeugte Spannungs-Nadelimpuls dazu verwendet ist, einen eine kritische Dämpfung ausübenden Schaltkreis parallel zu dem Schwingkreis anzuschalten.

7. Oszillator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungs-Nadelimpuls der Basis eines zu dem Schwingkreis (Cl, Ll) parallelliegenden Transistors (Γ2) zugeführt wird, der so geschaltet ist, daß er durch den Nadelimpuls leitend wird und den Schwingkreis kritisch bedämpft.

In Betracht gezogene Druckschriften:

R. V. Stea, »Transistortechnik«, Stuttgart, 1962, S. 235;

K. W. Cattermole, »Transistor circuits«, London, 1959, S. 289.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1211 232.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 630/586 10.63 Q Bundesdruckerei Berlin