DE1516911C3

DE1516911C3 - Oszillator mit Übertrager und konstanter Lastspannung

Info

Publication number: DE1516911C3
Application number: DE1516911A
Authority: DE
Inventors: Heinz 7257 Ditzingen Dettmer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1966-02-16
Filing date: 1966-02-16
Publication date: 1973-01-04
Also published as: DE1516911A1; DE1516911B2

Description

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Der andere Zweig enthält die Reihenschaltung eines ist. Die im Steuerkreis des Regeltransistors Tl wirken-Begrenzungswiderstandes Rl, der Kollektor-Emitter- den Spannungen ergeben sich zu: Strecke eines Regeltransistors Tl und eines vom Ausgangswechselstrom durchflossenen Widerstandes RS. Ur_x ~~ ^i ^23 — Übe — (Ar₂ Jl + J) R₅ = Q . (3) Die Spannung des Schwingkreises wird auf die Basis 5

des Transistors 7Ί mittels einer Wicklung WW des Wenn der Widerstand R5, der beispielsweise nur Übertragers Ül rückgekoppelt. Die Vorspannung für einen Wert von 1Ω aufzuweisen braucht, zu Null den Transistor Tl und zugleich auch für' den Trän- angenommen wird, so ist die Leerlaufspannung sistor Γ3 wird an einem Spannungsteiler Al, Rl abgegriffen, dessen Widerstand Rl durch einen Konden- 10 £ _ U Rt — Übe _ ^ sator Cl wechselstrommäßig praktisch kurzgeschlos- ²³ ^₁ sen wird.

Der Transistor 73 wird ebenfalls in Kollektor- Nun ist damit aber noch nicht die Klemmenspan-

schaltung betrieben. Seine Emitterimpedanz enthält nung an der Wicklung W13 konstant, da am ohm-

die Reihenschaltung eines mit· einem Kondensator CA 15 sehen Wicklungswiderstand bei Belastung Spannungs-

parallelgeschalteten Begrenzungswiderstandes R 8, einer Verluste entstehen. Diese werden durch die Strommit-

Wicklung WlX des Übertragers Ül und des Wider- kopplung mittels des Widerstandes RS kompensiert,

Standes RS. der für die folgenden Betrachtungen größer als Null

An einer Wicklung WIl des Übertragers wird eine ist. Am Widerstand RS entsteht außer der durch den der Ausgangs'spannung proportionale Wechselspan- ao Ruhestrom der Verstärkerstufe 73 hervorgerufenen nung gewonnen. Diese wird mittels einer Diode D Gleichstrom auch noch eine vom Laststrom abhängige gleichgerichtet und mittels eines Kondensators CS, Wechselspannung, die über den Transistor Tl punktdem ein Belastungswiderstand R6 parallel liegt, ge- förmig auf der Arbeitsgeraden des Transistors mitglättet. Dieser Widerstand und ein einstellbarer Teil koppelnd arbeitet. Wenn die Laststromänderung AJl eines Widerstandes RA sowie der Widerstand RS 25 und der Spannungsabfall Jl r_u am ohmschen Wider-Hegen in Reihe im Steuerkreis des Transistors Tl. stand r_a der Wicklung W13 in die Gleichung (3) Der Widerstand RA ist einer über einen Vorwider- eingeführt werden, ergibt sich: stand R3 betriebenen Zencrdiode Z parallel geschaltet.

Der gesamte Oszillator wird von einer Gleichspan- URi τ ^i [■£» + (^ + A Jl) r^]

nungsquelle U gespeist. 30 — Übe — [^₁(Jl + AJl) + J] R₅ = 0 .

Eine weitere Wicklung W23 des Übertragers Ül ist

über eine Verbindungsleitung VL mit einem Last- Wenn die Stromänderung A Jl keine Änderung der

widerstand L verbunden, der hier die verschiedenen Klemmenspannung U₇₃ hervorrufen soll, dann muß

Verbraucher verkörpern soll. Der Übertrager ist vor- sein:

zugsweise ein räumlich kleiner Übertrager, so daß 35 , _rc. . _(J . , _s , _r, ,, . _T , . _{n D} _Λ deshalb die Wicklung W23 einen nicht vernachlässig- *» l^£» + V^L + ^Jl> ^v»i = L** V*· + ^Ju + ■/J *e - υ. baren ohmschen Widerstand aufweist. Auch die Ver- Jt₁ A Jl v_a = Ic_x A Jl R_s , bindungsleitung VL kann einen gegenüber dem Lastwiderstand L nicht vernachlässigbaren Widerstand ^ _ ^i besitzen. 40 ⁵ ^₁ **

Die am Widerstand R6 abfallende Spannung Un»

und die am Widerstand RS abfallende Spannung Ur₆ Wenn diese Bedingung erfüllt ist, so ist der Innenwerden mit der am Widerstand A4 abfallenden Bezugs- widerstand des Oszillators Null. Wird der Widerstand spannung Uü_t verglichen. Mit der Differenzspannung

wird der Regeltransistor Tl gesteuert, der den Arbeits- 45 RS > > — ν punkt bzw. den Ruhegleichstrom des Transistors 71 ^₁ ^M ändert. Dieser veränderbare Ruhestrom beeinflußt die ^v Amplitude am Schwingkreis Cl, WYl, und zwar läßt gewählt, so läßt sich auch ein negativer Iiinenwiderein beispielsweise größerer Ruhestrom (entspricht stand verwirklichen, so daß bei dieser Überkompeneiner Spannungsabnahme am Übertrager Ül) einen s» sation die Spannungsverluste in der Verbindungsgrößeren Stromflußwinkel zu, wodurch die Schwing- leitung VL ausgeglichen werden können und dadurch kreisspannung und somit auch über den Transistor T3 die Lastspannung konstant gehalten wird, die Spannung am Übertrager Ül größer wird. Mit Dadurch, daß eine mit einer Zeitkonstanten (WIl, dem Transistor Tl wird somit die Zuführung der CS) behaftete Rückwärtsregelung verwendet wird, ist Schwingkreisenergie geregelt. 55 beim Einschalten des Oszillators nur die Mitkopplung

Da die Spannung Ur^ der Leerlauf spannung E₂₃ an wirksam. Dadurch wird ein sehr sicheres und schnelles

der Wicklung W13 proportional ist, ist: Anschwingen erreicht, so daß der Oszillator sehr

schnell betriebsbereit ist. Ferner werden durch diese

UR_t = k_x · Eg₃, Rückwärtsregelung die bei negativem Innenwider-

60 stand zu erwartenden Regelschwingungen unter-

wobei die Konstante Ar₁ von den Daten der Elemente drückt, so daß sich bei Vollast eine Spannungsüber-

Ül, D, C5 und R6 abhängig ist. Die Spannung Ur₅ höhung von etwa 20°/₀ und damit der Ausgleich der

ist dem Laststrom Jl proportional und beträgt: Spannungsverluste in der Verbindungsleitung VL erreichen lassen.

Urs = (Ar₂ Jl + J) R₅, 65 Der in der Zeichnung dargestellte Oszillator kann

vielfältig abgewandelt werden. So kann der mit dem

wobei J der Ruhegleichstrom (73) und Ar₂ eine von Transistor Γ3 gebildete Verstärker mehrstufig aus-

den Daten des Übertragers Ül abhängige Konstante gebildet sein, vorzugsweise als Emitterfolgekaskaden-

verstärker. Der Verstärker kann aber auch fortgelassen werden, wobei dann die Wicklung H^/22 eine Wicklung des Übertragers Ül sein kann. Ferner können Maßnahmen zur Temperaturstabilisierung, beispielsweise das Einfügen eines temperaturabhängigen Widerstandes zwischen dem unteren Anschluß des Widerstandes R4 und dem Nulleiter, und zur Herabsetzung des Klirrfaktors, beispielsweise das Einfügen eines Widerstandes zwischen dem Emitter des Transistors 7Ί und dem Kondensator C3, getroffen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 einer Strommitkopplung ein vernachlässigbarer Innen- Patentansprüche: widerstand erzielt wird. So sind z. B. bei der deutschen Auslegeschrift

1. Oszillator mit Übertrager und konstanter 1064 989 die Gegenkopplungsspannung und die Lastspannung, gekennzeichnet durch 5 Strommitkopplungsspannung am Verstärkerausgang die gleichzeitige Anwendung einer an sich be- vor einem nachgeschalteten Übertrager abgenommen, kannten Wechselstrommitkopplung und einer an wobei diese beiden Wechselspannungen in Reihe im sich bekannten, mit einer Zeitkonstanten behafteten Eingangskreis des Verstärkers eingekoppelt sind. Bei Rückwärtsregelung im Sinne einer Spannungs- dem zweistufigen Verstärker gemäß der deutschen gegenkopplung. io Auslegeschrift 1 078 176 erfolgt eine Spannungsgegen-

2. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekenn- kopplung von der Anode auf das Steuergitter der zeichnet, daß eine Bezugsgleichspannung (Span- Endstufe und eine Strommitkopplung von der Kathode nung an A4), eine Gegenkopplungsgleichspannung der über einen Kathodenwiderstand betriebenen End-(Spannung an R6) und eihe Mitkopplungswechsel- stufenröhre auf die Kathode der über einen Kathodenspannung (Spannung an RS) in Reihe ein Ver- 15 widerstand betriebenen Vorstufenröhre. Bei beiden Stärkerelement (Tl) steuern, welches die Ver- bekannten Verstärkeranordnungen erfolgt die Spanschiebung des Arbeitspunktes des zur Schwingungs- nungsgegenkopplung mittels einer vom Ausgang auf erzeugung benutzten Verstärkerelements (Tl) er- den Eingang eines Verstärkers rückgeführten Wechselmöglicht, spannung.

3. Oszillator nach Anspruch 2, dadurch gekenn- ao Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, , zeichnet, daß Transistoren (Ti, Tl, T3) als Ver- einen Oszillator mit Übertrager und konstanter Last-

stärkerelemente verwendet werden und daß der spannung zu schaffen, der ein sehr sicheres und sehr zur Schwingungserzeugung benutzte Transistor schnelles Anschwingen zuläßt und der gleichzeitig nur (7Ί) in Kollektorschaltung betrieben wird, dessen einen geringen bzw. negativen Innenwiderstand auf-Emitterimpedanz aus zwei parallelen Zweigen ge- as weist, so daß sich die durch den ohmschcn Widerstand bildet ist, von denen der eine in Reihe einen Kon- der Lastwicklung des Oszillatorausgangsübertragers densator (C3) und eine Wicklung (W 12) des bedingten Spannungsverluste und sogar die Span-Schwingkreisübertragers (Ul) und von denen der nungsverluste in den Leitungen zwischen dem Oszillaandere in Reihe einen Begrenzungswiderstand (Rl), tor und der Last ausregeln lassen,
die Emitter-Kollektor-Strecke des Regeltransistors 30 Dies wird gemäß der Erfindung durch die gleich- (Tl) und einen vom Ausgangswechselstrom durch- zeitige Anwendung einer an sich bekannten Wechselflossenen Widerstand (RS) aufweist. Strommitkopplung und einer an sich bekannten, mit 4.0szillator nach Anspruch 3, dadurch gekenn- einer Zeitkonstanten behafteten Rückwärtsregelung zeichnet, daß die Gegenkopplungsgleichspannung im Sinne einer Spannungsgegenkopplung erreicht,
durch Gleichrichtung (D) und Glättung (CS) der 35 Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung an einer gesonderten Wicklung des Schwingkreis- steuern eine Bezugsgleichspannung, eine Gegenkoppübertragers (Ül) oder — bei Oszillatorspannungs- lungsgleichspannung und eine Mitkopplungswechselverstärkung (T3) — des Ausgangsübertragers(Ul) spannung in Reihe ein Verstärkerelement, welches auftretenden Wechselspannung gewonnen wird. die Verschiebung des Arbeitspunktes des zur Schwin-

40 gungserzeugung benutzten Verstärkerelements ermöglicht. Dadurch wird die Oszillatoranordnung besonders

einfach.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden mit Vorteil Transistoren als Verstärker-

Die Erfindung betrifft einen Oszillator mit Über- 45 elemente verwendet, wobei der zur Schwingungstrager und konstanter Lastspannung. erzeugung benutzte Transistor zweckmäßigerweise in In der deutschen Auslegeschrift 1 018 941 ist ein Kollektorschaltung betrieben wird, dessen Emitter-Transistoroszillator mit Übertrager und konstanter impedanz aus zwei parallelen Zweigen gebildet ist, Ausgangsspannung beschrieben worden. Um die von denen der eine in Reihe einen Kondensator und Ausgangsspannung automatisch konstant zu halten, 50 eine Wicklung des Schwingkreisübertragers und von wird die Spannung einer besonderen Wicklung des denen der andere in Reihe einen Begrenzungswider-Ausgangsübertragers gleichgerichtet und mit einer stand, die Emitter-Kollektor-Strecke des Regeltran-Bezugsspannung verglichen; die Differenzspannung sistors und einen vom Ausgangsstrom dur'chflossenen wird dann über ein ÄC-Glied dem Steuerkreis des Widerstand aufweist.

Oszillators zugeführt und regelt diesen im Sinne einer 55 Diese Merkmale bzw. Vorteile der Erfindung kön-

Gegenkopplung. · nen der folgenden Beschreibung eines Ausführungs-

Dieser bekannte Oszillator hat jedoch den Nachteil, beispiels und der Zeichnung entnommen werden,
daß für besondere Zwecke das Anschwingen beim Die Zeichnung zeigt einen mit einem Schwingkreis-Einschalten des Oszillators noch nicht schnell genug übertrager Ül und einem Transistor Tl arbeitenden erfolgt. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß 60 Steueroszillator mit einer nachgeschalteten, einen vorwiegend bei Verwendung kleiner Ausgangsüber- Transistor Γ3 und einen Ausgangsübertrager Ül auftrager der durch die ohmschen Wicklungswiderstände weisenden Verstärkerstufe.

bedingte Innenwiderstand verhältnismäßig hoch ist Der Transistor Tl wird in Kollektorschaltung be- und daher in gewissem Ausmaß noch lastabhängige trieben. Seine Emitterimpedanz ist aus zwei parallelen Ausgangsspannungsschwankungen hervorgerufen wer- 65 Zweigen gebildet. Der eine Zweig weist die Reihenden, schaltung eines Kondensators C3 und eines Teiles Nun sind andererseits jedoch Verstärker bekannt, einer Wicklung WIl auf, wobei an diese Wicklung bei denen mittels einer Spannungsgegenkopplung und ein Schwingkreiskondensator Cl angeschlossen ist.