DE1541391A1 - Self-stabilizing oscillator - Google Patents

Self-stabilizing oscillator

Info

Publication number
DE1541391A1
DE1541391A1 DE19661541391 DE1541391A DE1541391A1 DE 1541391 A1 DE1541391 A1 DE 1541391A1 DE 19661541391 DE19661541391 DE 19661541391 DE 1541391 A DE1541391 A DE 1541391A DE 1541391 A1 DE1541391 A1 DE 1541391A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
self
amplifier
effect transistor
field effect
oscillator according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19661541391
Other languages
German (de)
Other versions
DE1541391B2 (en
Inventor
Mueller Karl Heinz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell GmbH
Original Assignee
Honeywell GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell GmbH filed Critical Honeywell GmbH
Publication of DE1541391A1 publication Critical patent/DE1541391A1/en
Publication of DE1541391B2 publication Critical patent/DE1541391B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/20Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator
    • H03B5/26Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator frequency-determining element being part of bridge circuit in closed ring around which signal is transmitted; frequency-determining element being connected via a bridge circuit to such a closed ring, e.g. Wien-Bridge oscillator, parallel-T oscillator

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Description

Selbststabilisierender Oszillator Die Erfindung bezieht sich'auf Oszillatoren und betrifft insbesondere einen stabilisierten Oszillator, der in seinem gesamten vorgegebenen Frequenzbereich eine konstante Ausgangsspannung liefert. Oszillatoren sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Es sind auch verschiedene Maßnahmen bekannt,, ihre Ausgangsspannung zu begrenzen bzw. zu stabilisieren. Mit der vorliegenden Erfindung wird erstmalig ein neuer ,Jeder Stabilisierung von Oszillatoren beschritten und als Ausführungsbeispiel ein Oszillator aufgezeigt, der einen konpletten neuen Baustein in der Schaltungstechnik darstellt. Erfindungsgemäß sollen die in den letzten Jahren auf dem Gebiet der integrierten Halbleitertechnik erzielten Fortschritte nicht nur der Digitaltechnik, sondern auch der Analogtechnik nutzbar gemacht werden. Aus der integrierten Halbleitertechnik ist z.8. der Operationsverstärker als ein vielseitig verwendbares Bauteil bekannt. Dieser volltransistorisierte Verstärker kann mehr als 20 Transistorfunktionen und einen Spannungsverstärker-Faktor von bis zu 105 haben. Es kann natürlich in Zusammenhang mit der Erfindung nicht sinnvoll sein, die Zahl der Transistorfunktionen als Maß der Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit anzusehen und zu untersuchen. Es ist aber das Ziel der Erfindung, für den Aufbau eines selbststabilisierenden Oszillaiors einer. Operationsverstärker zu verwenden und alle seine Eigenschaften für die Schaffung eines neuen Bausteins auszunutzen. Aus dieser Zielsetzung ergeben sich nun Schaltungsvarianten, die bisher in der Schaltungstechnik mit diskreten Komponenten als unrationell und auch unkonventionell angesehen wurden, die aber in der integrierten Technik durchaus ein Optimum darstellen und damit richtungsweisend sein können.Self-stabilizing oscillator The invention relates to oscillators and more particularly relates to a stabilized oscillator that in its entirety given frequency range provides a constant output voltage. Oscillators are known in various designs. There are also different measures known to limit or stabilize their output voltage. With the present Invention for the first time a new one, every stabilization of oscillators is trodden and shown as an exemplary embodiment of an oscillator, which is a complete new Building block in circuit technology. According to the in the last Years of progress in the field of integrated semiconductor technology can be made usable not only in digital technology, but also in analog technology. From the integrated semiconductor technology is z.8. the op amp as a versatile component known. This fully transistorized amplifier can have more than 20 transistor functions and a voltage amplifier factor of up to to have 105. It can of course not make sense in connection with the invention be the number of transistor functions as a measure of economy and reliability to look at and investigate. But it is the aim of the invention for the construction of a self-stabilizing oscillator one. Operational amplifier to use and to use all of its properties to create a new building block. This objective now results in circuit variants that were previously in circuit technology with discrete components as inefficient and also unconventional which, however, represent an optimum in the integrated technology and can thus point the way.

Die Erfindung liegt auf diesem Gebiet. Der Aufbau eines Operationsverstärkers wird als bekannt vorausgesetzt. Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen Operationsverstärker mit einer Brückenschaltung so zu vereinigen, daß ein selbststabilisierender Oszillator entsteht, dessen Ausgang eine konstante Sinus-Schwingung ist, in einem Bereich, der nur von der Dimensionierung der Schaltung abhängt, wobei die Eigenschaften eines Operationsverstärkers voll ausgenützt werden.The invention is in this field. The structure of an operational amplifier is assumed to be known. The object of the invention is therefore to provide a Combine operational amplifier with a bridge circuit so that a self-stabilizing An oscillator is created, the output of which is a constant sine wave, in one Area that depends only on the dimensioning of the circuit, with the properties of an operational amplifier can be fully utilized.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein in eine Brückenschaltung integrierter Operationsverstärker mit mindestens einem nichtinvertierenden und einem.The object is achieved according to the invention in that a Operational amplifier integrated in a bridge circuit with at least one non-inverting and one.

invertierenden Eingang sowie einem Ausgang, der über einen ersten Gegenkopplungspfad mit einem ohmschen t.-)iderstand zur Übertragung einer Wechselspannung und über einen zweiten Gegenkopplungspfad zur Übertraguni;»einer Gleichspannung mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers verbunden ist und daß die Ausgangsspannung des Verstärkers über einen zweiten .Gegenkopplungspfad den den Verstärkungsfaktor des Oszillators. bestimmenden .Widerstand der mit der invertierenden Eingang des Verstärkers verbundenen Elektrodenstrecke eines Peldeffekt-Transistors derart steuert, daß sich der Widerstand des nichtinvertierenden Eingangs jeweils um denselben Faktor erhöht wie sich der Ausgangswiderstand des Verstärkers vermindert und die Leerlaufverstärkung konstant gehalten wird.inverting input and an output that has a first Negative feedback path with an ohmic t .-) resistance for the transmission of an alternating voltage and via a second negative feedback path to the transmission of a direct voltage is connected to the inverting input of the amplifier and that the output voltage of the amplifier via a second .Grückkopplungspfad the gain factor of the oscillator. determining resistance of the with the inverting input of the Amplifier connected electrode path of a Pelde effect transistor controls in such a way, that the resistance of the non-inverting input increases by the same factor increases as the output resistance of the amplifier decreases and the open loop gain is kept constant.

Für die erfindungsgemäße Oszillatorschaltung wird also ein Operationsverstärker verwendet, der einen invertierenden und einen nichtinvertierenden Eingang sowie einen Ausgang hat. Es ist bekannt, daß die Eigenschaften eines Operationsverstärkers wesentlich von der verwendeten Gegenkopplung beeinflußt werden und daß die Phasenlage des Ein- und Ausgangssignals ein wichtiges Kriterium darstellt und für den vorgesehenen Frequenzbereich sehr_genau 180o betragen muß.An operational amplifier is therefore used for the oscillator circuit according to the invention uses one inverting and one non-inverting input as well an exit Has. It is known that the characteristics of an operational amplifier are significantly influenced by the negative feedback used and that the phase position the input and output signal is an important criterion and for the intended Frequency range must be very_accurately 180o.

Der mit der Rückkopplung verbundene Zweig der Drückenschaltung ist an den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers gelegt. Die Stabilisierung der Ausgangsspannung erfolgt über den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers., Bei einem idealen Operationsverstärker soll der Eingangswiderstand unendlich groß und der Ausgangswiderstand gleich Null sein. Die gleicheBedingung ruß natürlich auch für den erfindungsgemäßen Oszillator gelten. Es muß also der Ausgangswiderstand des Operationsverstärkers reduziert und sein Eingangswiderstand entsprechend erhöht werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nit einer Gegenkopplung erreicht, die einen Feldeffekttransistor umfaßt, der die Verstärkung des Dszillators steuert, wie noch ausführlich dargelegt wird.The branch of the push circuit connected to the feedback is applied to the non-inverting input of the operational amplifier. The stabilization the output voltage takes place via the inverting input of the operational amplifier., In the case of an ideal operational amplifier, the input resistance should be infinitely large and the output resistance will be zero. The same condition, of course, soot also apply to the oscillator according to the invention. So it must be the initial resistance of the operational amplifier is reduced and its input resistance is increased accordingly will. According to the invention, this object is achieved with a negative feedback which comprises a field effect transistor which controls the amplification of the oscillator, as will be explained in detail later.

Geht man von der Voraussetzung aus, daß für die Brückenschaltung die Übertragungsfunktion gilt, so entspricht die Reduzierung der Oszillatorfrequenz Der Ausgangswiderstand .Tii des Operationsverstärkers sowie dessen Eincangsleitwert 1/Re addieren sich linear zu den Widerständen der Brüche und gehen in die Beziehung für die Oszillatorfrequenz ein. Aus G: linden der Frequenwkonstanz sollten für den Oszillator folgende Bedingungen gut erfüllt sein: Re > R > Ri.Assuming that the transfer function for the bridge circuit applies, the reduction corresponds to the oscillator frequency The output resistance .Tii of the operational amplifier and its input conductance 1 / Re add linearly to the resistances of the fractions and are included in the relationship for the oscillator frequency. From G: linden the frequency constancy, the following conditions should be fulfilled for the oscillator: Re>R> Ri.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß durch einen Gegenkopplungspfad zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers die aufgezeigte Bedingung gut erfüllt werden kann. Über den Gegenkopplungspfad wird die Leerlaufverstärkung auf das zur Anfachung und Aufrechterhaltung der Schwingungen notwendige Maß reduziert. Dadurch . wird a. :der Eingangswiderstand Re am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers um den Faktor der Verstärkungsreduktion vergrößert, b. der Ausgangswiderstand Ri um den Faktor der Verstärkungsreduktion verkleinert und c. die Konstanz und Linearität des Verstärkers um den Faktor-der Verstärkungsreduktion verbessert.According to the invention it was found that by means of a negative feedback path between the output and the inverting input of the operational amplifier the The condition shown can be met well. About the negative feedback path the no-load gain on that to stimulate and maintain the vibrations necessary amount reduced. Through this . will a. : the input resistance Re am non-inverting Input of the operational amplifier increased by the factor of the gain reduction, b. the output resistance Ri is reduced by the factor of the gain reduction and c. the constancy and linearity of the amplifier by the factor - the gain reduction improved.

Es muß auch gewährleistet sein, daß die reduzierte Verstärkung stets exakt dem Kehrwert der Resonanzdämpfung des Brückenvierpoles entspricht. Wird sie kleiner, so reissen die Schwingungen ab; wird sie dagegen größer, so wachsen die Amplituden so lange, bis sie die Aussteuerungsgrenze des Operationsverstärkers erreichen. Die Folge hiervon ist eine unzulässig hohe Verformung des Sinusverlaufs der Ausgangsspannung. Dies wird durch einen erfindungsgemäß in der Gegenkopplung angeordneten Feldeffekt-Transistor verhindert. Betreibt ran einen Feldeffekt-Transistor mit kleinen Spannungen, so wirkt die Strecke zwischen zwei seiner Elektroden wie ein ohmscher Widerstand, dessen Größe mit einem Steuerpotential verändert werden kann. Diese Eigenschaft ;wird in dem Oszillator nach der Erfindung ausgenutzt. Hierzu wird das gegenzukoppelnde Potential über z""ei Gegenkopplungspfade zurückgeführt, die beide ein Signal vom Ausgang des Verstärkers auf den invertierenden y-4,.n`,,ang rückkoppeln. Der eine Gegenkopplungspfad umfaßt einen ohr:achen Widerstand und der andere führt über eine Gleichrichter-, Verstärker- und Glättungskreise umfassende SchaltunE zur Steuerelektrode eines Feldeffekt-Transistors. Eine Elektrode des Feldeffekt-Transistors ist mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers verbunden, so daß der Feldeffekt-Transistor mit Gleichspannungssignalen gesteuert wird, die aus dem Wechselspannungssignal des z'erstärkerausganges gewonnen werden. Mit dem vom Feldeffekt-Transistor an den invertierenden Eingang des'Operationsverstärkers gelegten Signal wird die über den ohmschen ;-Widerstand im ersten Gegenkopplungspfad diesem Eingang zugeführte Wechselspannung entsprechend herabgesetzt. Da der Verstärkungsfaktor eines Operationsverstärkers sich urigekehrt proportional zu der Herabsetzung der genannten Wechselspannung verhält, läßt er sich mit einem entsprechenden Gleichspannunspotential verändern, das über den Feldeffekt-Transistor zugeführt wird. In der erfindungsgemäßen Schaltung des selbststabilisierenden Oszillators wird die Steuergleichspannung, wie bereits erwähnt, durch Gleichrichtung, Verstärkung und Glättung der Ausgangs;iechselspannung des Verstärkers gewonnen, so daß ein 'geschlossener Regelkreis entsteht, der jede Abweichung der Ausgangsspannung ausregelt. Das Produkt des erfindungsgemäßen Oszillators ist schließlich eine frequenz- und amplitudenkonstante Sinus-Schwingung, die unabhängig von der Streuung des Operationsverstärkers und auch des Feldeffekt-Transistors ist. Der erfindungsgemäße selbststabilisierende Oszillator wird mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nachfolgend beschrieben. Die Erfindung darf natürlich auf dieses Ausführungsbeispiel nicht beschränkt werden, da sowohl der Operationsverstärker als auch die Brückenschaltung einen anderen Aufbau besitzen können.It must also be ensured that the reduced gain always corresponds exactly to the reciprocal value of the resonance damping of the four-pole bridge. Will she smaller, the vibrations break off; if, on the other hand, it becomes larger, they grow Amplitudes until they reach the operational amplifier's control limit. The consequence of this is an impermissibly high deformation of the sinusoidal curve of the output voltage. This is achieved by a field effect transistor arranged in the negative feedback according to the invention prevented. Runs a field effect transistor with small voltages, like that the distance between two of its electrodes acts like an ohmic resistor, its Size can be changed with a control potential. This property; is found in exploited the oscillator according to the invention. For this purpose, the counter to be coupled Potential fed back via z "" ei negative feedback paths, both of which have a signal from the Feed the output of the amplifier back to the inverting y-4, .n` ,, ang. The one The negative feedback path includes one ear: ach resistor and the other leads through one Circuitry for the control electrode comprising rectifier, amplifier and smoothing circuits of a field effect transistor. One electrode of the field effect transistor is with connected to the inverting input of the amplifier, so that the field effect transistor is controlled with DC voltage signals, which are derived from the AC voltage signal of the increased output can be obtained. With the field effect transistor to the inverting The signal applied to the input of the operational amplifier is transmitted via the ohmic resistor AC voltage supplied to this input in the first negative feedback path accordingly degraded. Because the gain factor of an operational amplifier is reversed behaves proportionally to the reduction of said alternating voltage, he leaves change with a corresponding DC voltage that is generated via the field effect transistor is fed. In the circuit according to the invention of the self-stabilizing oscillator the control DC voltage is, as already mentioned, through rectification, amplification and smoothing the output arm voltage of the amplifier obtained so that a 'closed A control loop is created that regulates any deviation in the output voltage. The product of the oscillator according to the invention is finally a frequency and amplitude constant Sine wave that is independent of the dispersion of the operational amplifier and also of the field effect transistor. The self-stabilizing according to the invention The oscillator is described below with a preferred exemplary embodiment. The invention must of course not be restricted to this exemplary embodiment, because both the operational amplifier and the bridge circuit have a different one construction can own.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen: Figur 1 Vereinfachtes Schaltbild des selbstst,#bilisierenden Oszillators, Figur 2 Schaltbild des selbststabilisierenden Oszillators, Figur 3 Widerstand-Verhältnisse der Elektrodenstrecke des Feldeffekt-Transistors und Figur 14 Kennlinienfeld des Widerstandes der Elektrodenstrecke des Feldeffekt-@ransistors. .The accompanying drawings show: FIG. 1 a simplified circuit diagram of the self-stabilizing oscillator, Figure 2 circuit diagram of the self-stabilizing Oscillator, Figure 3 Resistance ratios of the electrode path of the field effect transistor and FIG. 14 family of characteristics of the resistance of the electrode path of the field effect transistor. .

Wie die Figuren _1 und 2 zeigen, liegt die Brückenschaltung mit den Widerständen R3, R6 und den Kondensatoren C1, C2 an dem nichtinvertierenden Eingang NI des Operationsverstärkers V. In den nichtinvertierenden Eingang PII des Verstärkers V ist das RC-Glied C8, R3 geschaltet. Der Ausgang des Verstärkers V ist einerseits über die Brückenglieder rückgekoppelt und andererseits über einen ersten Gegenkopplungspfad mit seinem invertierenden Eingang I verbunden. In diesen Pfad liegt der ohnsche Widerstand R7. Ein zweiter Gegenkopplungspfad verbindet den Ausgang A des Verstärkers V ebenfalls mit dei!1 Eingang I. Er umfaßt die Kreise zur Erzeugung, Verstärkung und Glättung einer Gleichspannung. Wie aus Figur 2 ersichtlich, umfaßt der zweite Gegenkopplungspfad den Lastwiderstand RL und als Eingang die Reihenschaltung von Widerstand R19 und Kondensator C10. Der Gleichrichter besteht aus den Dioden D2, D3, D4 der Zener-Diode D1 sowie dem Kondensator C9. Der Ausgang des Gleichrichters gelangt über den Widerstand R18 in den Verstärker mit den Transistoren Q2 und R3, deren zusammengeschaltete Emitter einerseits mit dem negativen Pol einer-'Spannungsquelle über den Widerstand R16 und mit der Schaltun--*des-Gleichrichters über den Widerstand R17 verbunden sind. Der Verbindungspunkt liegt zwischen der Widerstand R18, der ein Regelwiderstand sein kann, und der Kathode der Zenerdiode D2. Die Kolleictorelektroden der Verstärkertransistoren Q2 und Q3 sind ebenfalls zusammengeschaltet und über die ::Yiderstände R14 und R15 mit dem positiven Potential der Gleichspannungsquelle verbunden. Die-Basis des Transistors Q2 ist über den Widerstand R13 mit Masse verbunden, und die Basis des anderen Transistors Q3 liegt am Regelwiderstand R18.As Figures _1 and 2 show, the bridge circuit is with the Resistors R3, R6 and capacitors C1, C2 on the non-inverting input NI of the operational amplifier V. In the non-inverting input PII of the amplifier V the RC element C8, R3 is connected. The output of the amplifier V is on the one hand fed back via the bridge members and on the other hand via a first negative feedback path connected to its inverting input I. In this path lies the ohnsche Resistor R7. A second negative feedback path connects output A of the amplifier V also with the 1 input I. It includes the circuits for generation and amplification and smoothing a DC voltage. As can be seen from Figure 2, the second comprises Negative feedback path the load resistor RL and as an input the series connection of Resistor R19 and capacitor C10. The rectifier consists of diodes D2, D3, D4 of the Zener diode D1 and the capacitor C9. The output of the rectifier passes through resistor R18 into the amplifier with transistors Q2 and R3, their interconnected emitter on the one hand with the negative pole of a voltage source via the resistor R16 and with the circuit - * of the rectifier via the resistor R17 are connected. Of the Connection point is between the resistor R18, which can be a variable resistor, and the cathode of the Zener diode D2. The collector electrodes the amplifier transistors Q2 and Q3 are also connected together and across the :: Y resistors R14 and R15 with the positive potential of the DC voltage source tied together. The base of transistor Q2 is connected to ground via resistor R13, and the base of the other transistor Q3 is connected to the variable resistor R18.

Um die ilelligkeit der vom Verstärker gelieferten Gleichspannung auf den zulässigen Wert herabzusetzen, ist in die Kollektorelektrode des Transistors Q2 ein Glättungskreis geschaltet, der aus den Widerständen RO und R12 besteht und Tiber den Kondensator C4, der in den VerbindunGspunkt der beiden genannten :-Iiderstände geschaltet ist, an , Masse liegt. Über den Widerstand RQ ist dieser Filter nit der Steuerelektrode E des Feldeffekt-Transistors Q1 verbunden.In order to reduce the brightness of the DC voltage supplied by the amplifier to the permissible value, a smoothing circuit is connected to the collector electrode of the transistor Q2, which consists of the resistors RO and R12 and via the capacitor C4, which is connected to the connection point of the two mentioned resistors is, on, mass is. This filter is connected to the control electrode E of the field effect transistor Q1 via the resistor RQ.

Der Feldeffekt-Transistor Q1 wird in der erfindungsgemäßen Schaltung zur Selbststabilisierung des Oszillators dadurch benutzt, daß das über den erfindungsgemäß aufgebauten zweiten Gegenkopplungspfad seiner Steuerelektrode zugeführte Gleichshannungssignal fortlaufend den j:iderstand der Elektrodenstrecke S-D den aus der Dimensionierung der Oszillatorschaltung resultierenden Bedingung anpaßt und dadurch den Eingangswiderstand des invertierenden Eingangs des Oszillators konstant hält. Dabei ist die Elektrode S des Feldef fekt-Transistors Mit :Masse verbunden, und zu seiner J-Elektrode, die mit dem invertierenden Eingang I verbunden ist und den Kondensator C3 umfaßt, liegt der Widerstand R5 parallel.The field effect transistor Q1 is used in the circuit according to the invention for self-stabilization of the oscillator used in that the according to the invention established second negative feedback path of its control electrode supplied DC voltage signal continuously the j: resistance of the electrode path S-D from the dimensioning the oscillator circuit adjusts the resulting condition and thereby the input resistance of the inverting input of the oscillator keeps constant. Here is the electrode S of the field effect transistor With: connected to ground, and to its J electrode, the is connected to the inverting input I and includes the capacitor C3 the resistor R5 in parallel.

Den Widerstand RD der Elektrodenstrecke S-D des-Feldeffekt-Transistors zeigt Figur 3. Dieser Widerstand entspricht Für das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Funktionsablauf folgender: Angenommen, der Oszillator schwingt und seine Leerlaufver-,stä.rkung beträgt VUs = 105. Für die Anfachung und Aufrechterhaltung der Schwingungen wird ein Verstärkungsfaktor VU = 10 benötigt. Es muß also eine Verstärkungsreduktion erfolgen, und zwar um den Faktor Die Verstärkung VU muß exakt dem Kehrwert der Resonanzdämpfung entsprechen. Die am Ausgang A des Verstärkers stehende Wechselspannung wird einerseits über den ersten Gegenkopplungspfad mit dem Widerstand R7 und andererseits über den zweiten Gegenkopplungspfad gleichgerichtet, über die S-D-Strecke des Feldeffekt-Transistors Q1 dem invertierenden Eingang I des Verstärkers V zugeführt, wobei eine Reduzierung der über den ersten Gegenkopplungspfad am invertierenden Eingang I anliegenden Wechselspannung im Verhältnis von erfolgt. Da die Verstärkung VU sich umgekehrt proportional zu dem Verhältnis verhält, wird der Ausgangswiderstand des Verstärkers um den Faktor der Verstärkungsreduktion verkleinert und der Einganijswiderstand Re am nichtinvertierenden Eingang; NI um den gleichen Faktor erhöht. Dadurch wird wiederum die Ausgangsspannung des Oszillators beeinflußt, so daß ein geschlossener Regelkreis gebildet wird.The resistance RD of the electrode path SD of the field effect transistor is shown in FIG. 3. This resistance corresponds The functional sequence for the illustrated embodiment of the invention is as follows: Assume that the oscillator vibrates and its idling gain is VUs = 105. A gain factor VU = 10 is required for the amplification and maintenance of the vibrations. So there must be a gain reduction, namely by the factor The gain VU must correspond exactly to the reciprocal value of the resonance damping. The alternating voltage at the output A of the amplifier is rectified on the one hand via the first negative feedback path with resistor R7 and on the other hand via the second negative feedback path, via the SD path of the field effect transistor Q1 to the inverting input I of the amplifier V, whereby a reduction of the over the first negative feedback path at the inverting input I AC voltage in the ratio of he follows. Since the gain VU is inversely proportional to the ratio behaves, the output resistance of the amplifier is increased by the factor of the gain reduction decreased and the input resistance Re at the non-inverting input; NI by the same factor elevated. This in turn influences the output voltage of the oscillator, so that a closed control loop is formed.

Das Kennlinienfeld der Figur 4 zeigt die Abhängigkeit des Wide,°standes RD der Elektrodenstrecke S-D des Feldeffekt-Transistors Q1 bei unterschiedlichen Gleichspannungswerten an der Elektrodenstrecke S-D. Aus dieser Figur ist auch zu ersehen, daß eine Nullpunktverschiebung in der erfindure-;sgemäßen Oszillatorschaltung nicht stattfindet. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers regelt also über den ,.diderstand R7 im ersten Gegenkopplungspfad und gleichgerichtet über die S-D-Strecke des Feldeffekt-Transistors im zweiten Gegenkopplungspfad alle Schwankungen aus, so daß der Ausgang eine konstante Wechselspannung ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung besteht darin, daß :. durch Benutzung eines Feldeffekt-Transistors als Steuerorgan im zureiten Gegenkopplungspfad die störenden Einflüsse von Temperatur und Alterung kompensiert werden, so daß die Größe des Ausgangssignals nur von der Dimensionierung der Oszillatorschaltung abhängig ist.The family of characteristics in FIG. 4 shows the dependency of the Wide, ° stand RD of the electrode path S-D of the field effect transistor Q1 with different DC voltage values at the electrode section S-D. From this figure is also to see that a zero point shift in the inventive oscillator circuit not taking place. The output signal of the operational amplifier thus regulates via the resistor R7 in the first negative feedback path and rectified via the S-D path of the field effect transistor in the second negative feedback path all Fluctuations so that the output is a constant alternating voltage. Another The advantage of the circuit according to the invention is that:. by using a Field effect transistor as a control element in the opposite negative feedback path, the disruptive Influences of temperature and aging are compensated, so that the size of the output signal depends only on the dimensioning of the oscillator circuit.

Claims (2)

Patentansprüche 1. Selbststabilisierender Oszillator, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß in eine Brückenschaltung als integraler Bestandteil ein Operationsverstärker (V) mit mindestens einem nichtinvertierenden (i1I) und einem invertierenden (I) Eingang sowie einem Ausgang (A) einbezogen ist, der über einen ersten Geöenkopplungspfad (GI) mit einem ohmschen Widerstand (R7) für die Übertragung einer Wechselspannung und über einen zweiten Gegenkopplungspfad (GII) zur Übertragung einer Gleichspannung mit dem invertierenden Eingang (I) des Verstärkers (V) verbunden ist, und daß die Ausgangsspannung des Verstärkers (V) über den zweiten Gegenkopplungspfad (GII) den den Verstärkungsfaktor des Oszillators bestimmenden Widerstand (RD) der mit dem invertierenden Eingang (I) des Verstärkers (V) verbundenen Elektrodenstrecke (S-D) eines Feldeffekt--Transistors (0,1) derart steuert, daß sich der Widerstand des nichtinvertierenden Eingangs (NI) jeweils um denselben Faktor erhöht wie sich der Ausgangswiderstand des Verstärkers vermindert und die Leerlaufverstärkung konstant gehalten wird. Claims 1. Self-stabilizing oscillator, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that in a bridge circuit as an integral part an operational amplifier (V) with at least one non-inverting (i1I) and an inverting (I) input and an output (A) is included, which is via a first Geöenkopplungspfad (GI) with an ohmic resistor (R7) for the Transmission of an alternating voltage and a second negative feedback path (GII) for the transmission of a direct voltage with the inverting input (I) of the amplifier (V) is connected, and that the output voltage of the amplifier (V) across the second Negative feedback path (GII) determines the amplification factor of the oscillator Resistance (RD) connected to the inverting input (I) of the amplifier (V) Electrode path (S-D) of a field effect transistor (0.1) controls such that the resistance of the non-inverting input (NI) increases by the same factor increases as the output resistance of the amplifier decreases and the open loop gain is kept constant. 2. Selbststabilisierender Oszillator nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das zur Steuerung des Feldeffekt-Transistors (a1) benutzte Gleichspannungssignal aus dem Ausgangs-Wechselstromsignäl des Verstärkers gewonnen wird. 3. Selbststabilisierender Oszillator nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der im zweiten Gegenkopplungspfad (GII) vorgesehene Gleichrichterkreis (D2,D3,D4,C9) eine Zener-Diode (D1) und einen Regelwiderstand (R1$) umfaßt. 4. Selbststabilisierender Oszillator nach Anspruch 1 und 2, d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t, daß der der Gleichrichter in dem zweiten Gegenkopplungspfad (GII) nachgeschaltete Verstärkerkreis (Q2,Q3) mit der Basiselektrode eines seiner Transistoren (Q3) an den Regelwiderstand (R1ß) des Verstärkerkreises gelegt ist. 5. Selbststabilisierender Oszillator nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, d a d u r c h G e 1: e n n z e i c h n e t, daß die zusammengeschalteten Emitter der Transistoren (Q2,Q3) des Verstärkerkreises über die Widerstände (R15, R17) in den Gleichrichterklsf:is geschaltet sind. . Selbststabilisierender Oszillator nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e 3c e n n z e i c h n e t, daß die Kollektorelektroden dQr Transistoren (Q2,Q3) entsprechend über die Widerstände (R14,!110) mit der positiven ,Seite der Spannungsquelle verbunden sind. 7. Selbststabilisierender Os::-.i lator nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß in ein(? der ';cl lel:torelel:troden der Frans; storen (Q2,Q3) des Verstär,crkreises ein (R9,R12, CII) ge- schaltet i .s t. ß. Selb st::t<äbi ll.sici°cnder t@ s::il latoinach den Ans)rüchen 1, 2 und '! , d a ci u r c h 4 e l: e n n z e i c h n e t, daß der Gl,':ttungsk:@eis (:',@,T@12,C'@') mit einem Pcüel-@-lider- stand -i#i--;escülossen sL.
9. Selbststabilisierender Oszillator nach den Ansprüchen 1, 2 und $, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steuerelektrode (E) des Feldeffekt-Transistors (Q1) mit dem Regel-Widerstand (R9) des Glättungskreises verbunden ist. 10. Selbststabilisierender Oszillator nach den Ansprüchen 1, 2 und 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Elektrode (S) des Feldeffekt-Transistors (Q1) mit Masse verbunden ist. 11. Selbststabilisierender Oszillator nach den Ansprüchen 1, 2, 9 und 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine zweite Elektrode (D) des Feldeffekt-Transistors (Q1) mit der invertierenden Eingang (I) des Operationsverstärkers (V) verbunden ist. 12. Selbststabilisierender Oszillator nach den Ansprüchen 1, 2, 9, 10 und 11, d a d u r c h g e k c n n z e i c h -n e t, daß in der die Elektrode (D) des Feldeffekt-Transistors (A) reit den invertierenden Eingang (I) des Operationsverstürr:ers (V) verbindenden Leitung ein Kondensator (C3) parallel mit einem Widerstand (R5) liegt, der mit Masse verbunden ist. 13. Selbststabilisierender Oszillator nach Anspruch 1, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Zweig der Drückerschaltung (C1,RG) nit dem Ausgang (A) des Operati onsverstiriers (V) und der andere Zweig der Brückenschaltung (::3,;;4,C2) über ein RC-Glied (R8,C3) mit der nichtinvertierenden Eingang (:;I) des Operations- verstdr_'kers verbunden ist.
111. Selbststabilisierender Oszillator nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Reduzierung des über den ohmschen Widerstand (R7) i M ersten Gegenkopplungspfad (GI) auf den invertierenden Eingang (I) des Verstärkers (V) gegengekoppelten :;'ec'_iselspannungssignals von den Bedingungen abhängig ist, die i:@. zweiten Gegenkopplungspfad (GII) für das arg Ausgang (A) des Verstärkers (V) anstehende Wechselspannungssinal vorgesehen werden. 15. Selbststabilisierender Oszillator nach Anspruch 1 und 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Größe des an die Steuerelektrode (E) des Feldeffekt-Transistors N1) anliegenden gegengekoppelten Signals den %"liderstand des nichtinvertierenden Eingangs (iII) des Feldeffekt-Transistors bestimmt. 16. Selbststabilisierender Oszillator nach den Ansprüchen 1, 14 "und 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Größe des der Steuerelektrode (E) zugeführten Signals den Widerstand der Elektrodenstrecke (S-D) des " Feldeffekt-Transistors N1) steuert.
2. Self-stabilizing oscillator according to claim 1, d a -characterized in that the direct voltage signal used to control the field effect transistor (a1) is obtained from the output alternating current signal of the amplifier. 3. Self-stabilizing oscillator according to claim 1 and 2, characterized in that the rectifier circuit (D2, D3, D4, C9) provided in the second negative feedback path (GII) comprises a Zener diode (D1) and a variable resistor (R1 $). 4. Self-stabilizing oscillator according to claim 1 and 2, characterized in that the rectifier in the second negative feedback path (GII) downstream amplifier circuit (Q2, Q3) with the base electrode of one of its transistors (Q3) is connected to the variable resistor (R1ß) of the amplifier circuit. 5. Self-stabilizing oscillator according to claims 1, 2 and 4, characterized in that the interconnected emitters of the transistors (Q2, Q3) of the amplifier circuit via the resistors (R15, R17) in the rectifier class are connected. . Self-stabilizing oscillator according to Claims 1 and 2, characterized in that the collector electrodes dQr transistors (Q2, Q3) are connected to the positive side of the voltage source via the resistors (R14,! 110). 7. Self-stabilizing Os :: -. I lator according to claim 1 and 2, characterized in that in a (? der '; cl lel: torelel: troden der Frans; disturb (Q2, Q3) des Amplifying circuit (R9, R12, CII) switches i .s t. ß. Selb st :: t <äbi ll.sici ° cnder t @ s :: il lato according to the demands 1, 2 and '! , because it is denoted by 4 el: that the Gl, ': ttungsk: @eis (:', @, T @ 12, C '@') with a Pcüel - @ - lider- stand -i # i -; escülossen sL.
9. Self-stabilizing oscillator according to claims 1, 2 and $, characterized in that the control electrode (E) of the field effect transistor (Q1) is connected to the control resistor (R9) of the smoothing circuit. 10. Self-stabilizing oscillator according to claims 1, 2 and 9, characterized in that one electrode (S) of the field effect transistor (Q1) is connected to ground. 11. Self-stabilizing oscillator according to claims 1, 2, 9 and 10, characterized in that a second electrode (D) of the field effect transistor (Q1) is connected to the inverting input (I) of the operational amplifier (V). 12. Self-stabilizing oscillator according to claims 1, 2, 9, 10 and 11, dadurchgekcnnzeich -net that in which the electrode (D) of the field effect transistor (A) rides the inverting input (I) of the Operationsverstürr: ers (V) connecting line is a capacitor (C3) in parallel with a resistor (R5) which is connected to ground. 13. Self-stabilizing oscillator according to claim 1, since - indicated that a branch the trigger circuit (C1, RG) with the output (A) of the Operati onsverstiriers (V) and the other branch of the Bridge circuit (:: 3, ;; 4, C2) via an RC element (R8, C3) with the non-inverting input (:; I) of the operational amplifier is connected.
111. Self-stabilizing oscillator according to claim 1, characterized in that the reduction of the first negative feedback path (GI) via the ohmic resistor (R7) i M to the inverting input (I) of the amplifier (V):; 'ec'_iselvoltage signal depends on the conditions that i: @. second negative feedback path (GII) for the arg output (A) of the amplifier (V) pending AC voltage signal can be provided. 15. Self-stabilizing oscillator according to claim 1 and 14, characterized in that the size of the negative feedback signal applied to the control electrode (E) of the field effect transistor N1) determines the resistance of the non-inverting input (iII) of the field effect transistor Oscillator according to Claims 1, 14 "and 15, characterized in that the magnitude of the signal fed to the control electrode (E) controls the resistance of the electrode path (SD) of the" field effect transistor N 1).
DE19661541391 1966-09-24 1966-09-24 SELF-STABILIZING OSCILLATOR Pending DE1541391B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEH0060586 1966-09-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1541391A1 true DE1541391A1 (en) 1969-11-13
DE1541391B2 DE1541391B2 (en) 1971-09-02

Family

ID=7161034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661541391 Pending DE1541391B2 (en) 1966-09-24 1966-09-24 SELF-STABILIZING OSCILLATOR

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1541391B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2808848A1 (en) * 1977-11-24 1979-05-31 Marconi Instruments Ltd VARIABLE FREQUENCY ENCODER
DE2929355A1 (en) * 1979-07-20 1981-02-05 Itt Ind Gmbh Deutsche Amplitude controlled, integrated oscillator circuit - has comparator amplifier, whose output connects to voltage-current converter input, and has operational amplifier in specified connection

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2808848A1 (en) * 1977-11-24 1979-05-31 Marconi Instruments Ltd VARIABLE FREQUENCY ENCODER
DE2929355A1 (en) * 1979-07-20 1981-02-05 Itt Ind Gmbh Deutsche Amplitude controlled, integrated oscillator circuit - has comparator amplifier, whose output connects to voltage-current converter input, and has operational amplifier in specified connection

Also Published As

Publication number Publication date
DE1541391B2 (en) 1971-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19652146B4 (en) Low noise oscillator circuit
DE2305291C3 (en) Control circuit for regulating the amplitude of a signal
DE2622422A1 (en) BUTLER OSCILLATOR
EP0025029B1 (en) Capacitive measuring bridge arrangement
DE1541391A1 (en) Self-stabilizing oscillator
DE2039695C3 (en) Amplitude-controlled transistor oscillator
DE1183136B (en) Control stage for automatic gain control
DE1930926B2 (en) REGULATED AMPLIFIER
DE3536020A1 (en) Circuit for changing or linearising a transfer characteristic and method carried out accordingly
DE1766977A1 (en) Measuring device for impedance measurement
DE2120680B2 (en) Tunable oscillator
DE2038435A1 (en) oscillator
DE2917020A1 (en) LINEAR AMPLIFIER
DE1766091A1 (en) Crystal controlled semiconductor oscillator
DE2053220C3 (en) Semiconductor two-terminal as an adjustable alternating current resistor
DE2608266C3 (en) Circuit arrangement for deriving a continuously variable direct voltage from the constant direct voltage of a direct voltage source
DE1816050C3 (en) Sawtooth former
DE1541404A1 (en) Oscillator circuit
AT252322B (en) Amplifier with diode limiter circuitry
DE2007829A (en) Current limiter
DE2000697A1 (en) Circuit arrangement for obtaining a constant reference voltage from a fluctuating DC voltage
CH512858A (en) Two-pole with negative resistance and use of the two-pole in a DC / DC converter
DE2514482A1 (en) Amplifier with extremely high input impedance - has base of transistor connected via resistor to voltage divider
DD278009A1 (en) CIRCUIT ARRANGEMENT FOR OUTPUT VOLTAGE CONSTANT CIRCUIT OF A SINUS GENERATOR
DE1917014A1 (en) Vertical deflection circuit for televisions

Legal Events

Date Code Title Description
SH Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971