DE1639438C

DE1639438C - Schaltungsanordnung zur Bildung eines veränderbaren Blindwiderstandes

Info

Publication number: DE1639438C
Authority: DE
Inventors: Horst 7531 Wilferdingen Behlen
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Publication date: 1971-11-25

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Bildung eines veränderbaren, aus mindestens zwei, in Sperrichtung vorgespannten, Kapazitätsdioden bestehenden Blindwiderstandes, dessen Wert von der angelegten Regelspannung nahezu linear abhängig ist.

Frequenz- und Phasenregelschaltungen, bei denen die Nachstimmung eines Oszillators durch eine Kapazitätsdiode erfolgt, lassen sich hinsichtlich der Regelsteilheit und der Regelgeschwindigkeit nicht optimal dimensionieren, weil sich die Kapazität der Diode bei niedrigen Regelspannungen wesentlich stärker ändert, als bei hohen.

Um eine Linearisierung der Kapazitätsänderung einer Kapazitätsdiode zu erreichen, ist es bekannt, die Regelspannung über einen Spannungsteiler, der einen nichtlinearen Widerstand enthält, zuzuführen (deutsche Au.-.legeschrift 1186518). Hierzu ist jedoch eine beträchtliche Regelleistung aufzubringen, die in den wenigsten Fällen verfügbar ist.

F.s ist auch möglich, der Kapazitätsdiode ein Korrekturglied beizugeben, welches aus Blindwiderständen besteht. Diese müssen abgeglichen werden und können die Eigenstabilität des nachzustimmenden Oszillators beeinträchtigen. Deshalb ist eine derartige Lösung in Regelschaltungen für hov.hkonstarile Oszillatoren nicht geeignet (deutsche Auslegeschrift I 283 »27).

Ferner gibt es eine Schaltung zur Frequenznachregelung von durchstimn'haren Oszillatoren, in der der Frequenzhub über den Frequenzbereich konstant gehalten werden soll, die zwei Kapazitätsdioden aufweist, denen unterschiedliche Regelspannur »en zugeführt werden (deutsche Auslegeschrift 117102')). Diese Schaltung ist jedoch zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe nicht geeignet.

Schließlich wäre es denkbar, den linearen Verlauf der Kapazitätsänderung durch Zuschalten von Serien- und Parallelkapazitäten herbeizuführen, wie es /. B. in der Zeitschrift »radio mentor«, Januar 1951, S. 022 bis 025 angegeben i.»t. Dadurch tritt aber eine zu starke Einschränkung tier an sich schon nicht großen Kapa/itätsvariation der Nachstimmdiode ein.

Der Erfindung liejM die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Bildung eines veränderbaren niindwiderstandes zu schaffen, welche die Nachteile der vorbekannten Schaltungen nicht aufweist.

f)ii Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazilälsdiodcn, von denen die erste direkt an der Regelspannung liegt, in Serie geschaltet sind, ilaß ein an einer festen Spannung liegender Spannungsteiler, der die übrigen Kapazitätsdioden auf vorgegebene Kapa/itätswerlc einstellt, vorgesehen ist, an dessen huflptinkt die erste Kapazitätsdiode und ein Pol der Regelspannungsqucllc liegt, und daß fur jede der ersten Kapazitätsdiode nachgeschaltete Diode ein Sehwelfenschalter für die Zuführung der Regi-hpannung vorgesehen ist, der eine Kapaültülsiinderung der zugeordneten Knpn/iiiltsdiode wirksam wurden IHUl, wenn die Ucgclspanniing den jeweiligen Sdiwdlwerl Überschritten hat.

Dii-sv Schaltungsanordnung gestattet die Darstellung eines veränderbaren tlliinlwrderMumlu·. aus Riipii/iliitMÜnden, dessen CiNHIc, Variation und l.itunriliil weitgehend den jeweiligen Anforderungen ll bemessen wurden ketonen.

AusftihrungsbeispieledererfindungsgemäSen Schaltungsanordnung werden nachstehend an Hand der Fig, I a/b und 2 beschrieben.

Fig. la zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel mit zwei Kapazitätsdioden;

Fig. Ib zeigt ein Ausführungsbeispiel mit drei Kapazitätsdioden;

Fig. 2 zeigt Kurven zum Ausführungsbeispiel nach Fig. la.

ίο Die Schaltungsanordnung nach Fig. Ia weist zwei Kapazitätsdioden 1 und 2 auf, die über einen Kondensator 3, der zur Trennung der Regelspannungsstromkreise dient, in Serie geschaltet sind. Die erste Kapazitätsdiode erhält die Regelspannung U,₍ von

der Klcime 4 direkt über einen Entkopplungswiderstand 5.

Die Kurve für die Kapazitätsänderung der Diode 1 in Abhängigkeit von der Regelspannung U_H ist in der F i g. 2 mit 25 bezeichnet.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. la enthält auch einen Spannungsteilei mit den Widersländen 6, 7 und 8. der über der Klemme 9 an einer Gleich spannung von z.B. H)VoIt liegt. Der Spannungsteiler kann so bemessen sein, daß am Widerstand 6 eine

a$ Spannung von 3 Volt und am Widerstand 7 eine Spannung von 2 Volt abfällt.

Die Kapazitätsdiode 2 liegt über die Entkopplungs widerstände 10 und U, sowie über eine Diode des Schwellenschalters 12 an dem Widerstand 7 und ist dadurch mit 2 Volt in Sperrichtung vorgespannt. Die Regelspannung U_K gelangt an die andere Diode des Schwellenschalters 12. Sie kann aber solange nicht wirksam werden, bis die Regelspannung V_H dvn Schwellwert 5 Volt überschritten hat.

Aus der Kurve 26 der F i g. 2 ist zu ersehen, daß die Kapazität der Diode 2 solange den Wert für eint Vorspannung von 2 Volt beibehält, bis die Schwellwertspannung 5 Volt überschritten ist. Erst dann sinkt die Kapazität gemäß der an der Diode 2 liegenden Differenzspannung.

Die aus den Kapazitätsdioden 1/2 und dem Kondensator 3 sich ergebende Serienkapazität ist in Fig. 2 durch die Kurve 27 angegeben. Würde die Kapazität der Diode 2 konstant bleiben, dann ergäbe

sich der dünn eingezeichnete, auslaufende Teil der Kurve 27 mit geringer Kapazitälsvdriation. Da aber bei einer Rcgelspannung U_n über 5 Volt die Änderung der Kapazität der Diode 2 einsetzt, verläuft die Kurve 27 nach dem Punkt 28 gemäß der gestrichelt gezeichnticn Fortsetzung mit größerer Steilheit. Dadurch ergibt sich für die Serienschallung eine größere Kapazilätsvariation und eine verminderte Steilheilsänderung.

Zur Anpassung der Kapa/itätsvariation an die Er

fordernisse der Regelschaltung Kann noch ein Kondensator 13 hinzugefügt werden, der eine /u^c iuliche linearisierung der Kapazitätsänderung bewirkt. In der Fig. 2 zeigt die Kurve 29 die Änderung der GesumtkapazilHt an der Klemme t4 in Abhängigkeit

von der Regelspannung U„.

Wie du» Ausfuhrungsbeispiel nach Pig. Ib, in der die Beziigs2eichcn der Fig. la mit gleicher Bedeutung enthalten sind, zeigt, IUBl «ich die erftndungsgemiiße Schaltungsanordnung auch mit mehr als

zwei Knpazitalsdioden aufbauen. Hierzu werden der Schaltung mich Pig. Ια eine Kapazitätsdiode IA, ein Sclmellenschalter 17, ein Spannungsteilerwiderslaml IS, ein Kondensator 20 und EnlkopplungswUlerMiiiidc

18 untl 1® hinzugefügt. Die nicht bezeichneten Kapazitäten sollen dos Eindringen von Hochfrequenzspannungon in die Sehwellenschalter verhindern.

Gemäß tier angegebenen Bemessung des Spannungsteilers mit den Widerstünden 6, 7, 8 und 15 erhält auch die Kapazitätsdiode 16 bei niedriger Regelfipannung Un eine konstante Spannung von 2 Volt in Sperrichtung. Sobald der Wert 7 Volt durch die Rejjclspannung überschritten ist, gelangt diese über den »o Schwellenschalter 17 und den Entkopplungswiderstand 19 an die Kapazitätsdiode 16, so daß auch deren Kapazität gemäß der anliegenden Differenzspannung absinkt. Dadurch ergibt sich eine zusätzliche Korrektur der Linearisierung der Änderung tier Gesamtkapazität an der Klemme 14.

Da es für die Auswahl der Kapazitätsdioden und die Bemessung der Spannungsteilerwiderstände eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung vielseitig ver- ao wendbar.

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanspruch zur Bildung eines veränderbaren, aus mindestens zwei in Sperrichtung vorgespannten Kapazitätsdioden bestehenden Blindwiderstandes, dessen Wert von der angelegen Regelspannung nahezu linear abhängig ist, d a durch gekennzeichnet, daß die Kapazitätsdiode!), von denen die erste direkt an der Regelspannung liegt, in Serie geschallet sind, daß ein an einer festen Spannung liegender Spannungsteiler, der die übrigen Kapazitätsdioden auf vorgegebene Kapazitätswerte einstellt, vorgesehen ist, an dessen Fußpunkt die erste Kapazitätsdiode und ein Pol der Regelspannungsquelle liegt, und daß für jede der ersten Kapazitätsdiode nachgeschaltete Diode ein Schwellenschalter für die Zuführung der Regelspannung vorgesehen ist, der eine Kapazitätsänderung der zugeordneten Kapazitätsdiode wirksam werden läßt, wenn die Regelspannung den jeweili_v.n Schwellwert überschritten hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen