DE1762065C3 - Schaltungsanordnung zur Kompensation der temperaturabhängigen Frequenzdrift eines astabilen Multivibrators - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Kompensation der temperaturabhängigen Frequenzdrift eines astabilen Multivibrators, bei dem den Basen der beiden Multivibratortransistoren jeweils eine Diode vorgeschaltet ist.

Astabile Multivibratoren haben gegenüber LC-Oszillatoren in vielen Fällen den Nachteil, daß sie eine ungenügende Frequenzkonstanz aufweisen. Jedoch bietet der Multivibrator in manchen Anwendungsfällen gegenüber LC-Oszillatoren auch erhebliche Vorteile. So läßt sich beispielsweise mit einem umgetasteten Multivibrator für Frequenzmodulation ein großer Frequenzhub erreichen.

Die Aufgabenstellung der Erfindung richtet sich auf eine Schaltungsanordnung, die es ermöglicht, die Frequenzdrift über einen relativ großen Temperaturbereich (z.B. -20 ... +8O⁰C) weitestgehend auszugleichen.

Bekannt ist ein astabiler Multivibrator mit zwei in Emitterschaltung angeordneten Transistoren (DT-AS 11 67 383). bei dem zur Sicherung eines frequenzstabilen Verhaltens die den Basiselektroden der beiden Transistoren zugeordneten Belegungen der beiden Koppelkondensatoren über je eine Diode mit einem an Emitterpotential geschalteten temperaturabhängigen gemeinsamen Widerstand geschaltet sind. Außerdem ist den Basen der beiden Transistoren jeweils eine Diode vorgeschaltet.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem astabilen Multivibrator, bei dem den Basen der beiden Multivibratortransistoren jeweils eine Diode vorgeschaltet ist, erfindungsgemäß zwischen den Dioden die Reihenschaltung eines Kondensators mit mindestens einem antiparallelgeschalteten Diodenpaar angeordnet ist.

Die Schaltungsanordnung und ihre Wirkungsweise werden im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, wobei die allgemeine Arbeitsweise eines astabilen Multivibrators als bekannt vorausgesetzt wird.

F i g. 1 zeigt die Schaltungsanordnung mit einem antiparallelgeschalteten Diodenpaar. Die den Transistoren 71, T2 in Sperrichtung vorgeschalteten Dioden D1 und D6 haben die Aufgabe, die Beteiligung der Basis-Emitter-Strecken an der Entladung der Kondensatoren Cl und C2 weitgehendst zu verhindern. Die Widerstände R 5 und R 6 dienen der Arbeitspunktstabilisierung, die Widerstände Ri und R 4 sind Kollektorwiderstände.

Die Betrachtung geht von einem Schaltzustand aus, in dem in der Anordnung nach Fig. 1 der Transistor 71 des Multivibrators gerade durchgeschaltet hat und damit die Diode Db und der Transistor 72 über den Kondensator Ci durch die Spannungsänderung am Kollektor des Transistors Ti gesperrt wurden; gleichzeitig mit der Entladung des Kondensators Cl über den Widerstand A3 und der anschließenden Umladung von Cl erfolgt auch eine Umladung des Kondensators C3, wobei sein der Diode D 6 zugewandter Belag von negativem auf positives Potential umgeladen wird. Wird bei dieser Umladung die Schwellenspannung des Transistors 72 erreicht, so schaltet dieser durch und damit werden die Diode D1 und der Transistor 71 über den Kondensator C 2 durch die Spannungsänderung am Kollektor des Transistors 72 gesperrt Bei Anordnung zweier antiparallelgeschalteter Diodenpaare gemäß F i g. 2 ist, solange negatives Potential an der Diode D 6 anliegt, die Diode D 5 durchlässig und Diode D 4 gesperrt; wird das Potential jedoch gering positiv, so daß der Transistor 72 durchschaltet, so sperrt Diode D 5 und Diode D 4 wird durchlässig. Sobald nun der Transistor 72 gemäß F i g. 1 und 2 durchgeschaltet hat und damit die Diode D1 und der Transistor 71 gesperrt wurden, erfolgt am Kondensator C3 wiederum eine Umkehr der Potentialverhältnisse. Der der Diode D1 zugewandte Belag von C3 wird negativ, wobei die Diode D 3 durchlässig und Diode D 2 gesperrt ist. Mit der Entladung des Kondensators C 2 über den Widerstand R 2 wird in analoger Weise das Potential an der Anode von Dl gering positiv, so daß die Diode D 3 in den Sperrzustand übergeht und D 2 durchlässig wird; damit schaltet nun auch wieder hier der Transistor 71 durch, wenn seine Schwellenspannung erreicht ist.

Es erfolgt also je nach Durchschaltung von 71 bzw. 72 eine Umladung des Kondensators C3. Die Kapazität des Kondensators C3 geht demzufolge mit in die Oszillatorfrequenz des Multivibrators ein, da es wegen der geschilderten Umladung von C3, gegenüber einer Schaltung ohne diesen Kondensator, entsprechend langer dauert, bis an der Basis des jeweiligen Transistors das zur Durchschaltung erforderliche positive Potential erreicht wird. Der Einfluß der Kapazität des Kondensators C3 auf die Oszillatorfrequenz des Multivibrators wird sowohl bei einem als auch bei zwei oder mehr antiparallelen Diodenpaaren durch die temperaturabhängigen Durchlaßwiderstände der jeweils durchlässigen Dioden D2 bzw. D3 nach Fig. 1 oder D 2 und D 5 bzw. D 3 und D 4 nach F i g. 2 je nach Temperaturgang vermindert oder verstärkt.

Der Verlauf der Kurve a nach Fig.3 zeigt die Frequenzänderung Δί eines Multivibrators ohne Kompensation in Abhängigkeit von der Temperatur, wobei die verhältnismäßig geringe Frequenzdrift bereits durch die Verwendung von Silizium-Transistoren und Silizium-Dioden erzielt wurde. Wie ersichtlich, verläuft die Kurve der Frequenzdrift annähernd linear. Ihr Verlauf ist in der Hauptsache durch die Temperaturabhängigkeit der Halbleiterparameter, der Dioden Di, D6 und Transistoren 71, 72 bestimmt.

Durch die Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird die noch vorhandene Frequenzdrift weiter wesentlich verringert. Bei Temperaturanstieg werden die Durchlaßwiderstände der Dioden D 2, D 3 bzw. D 2, D3 und D4, D5 kleiner. Damit wird der Kondensator C3 wirksamer und verursacht eine Frequenzabsenkung, d. h., es erfolgt eine Kompensation des auftretenden Frequenzanstiegs. Bei Temperaturabfall dagegen werden die Durchlaßwiderstände der genannten Dioden größer, der Kondensator C3 wird durch die größeren Vorwiderstände unwirksamer, was eine Frequenzanhe-

bung bewirkt, d. h., es erfolgt eine Kompensation des auftretenden Frequenzabfalls. Für manche Anwendungsfälle und bestimmte Oszillatorfrequenzen genügt der Einsatz nur eines antiparallelen Diodenpaares D 2, D3 nach Fig. 1. Durch entsprechende Wahl der Kapazität des Kondensators C3 wird für den Multivibrator eine gute Kompensation der Frequenzdrift über einen großen Temperaturbereich erzielt
Der Verlauf der Kurve b in Fig.3 zeigt die Frequenzänderung Afm Abhängigkeit von der Temperatur t unter Verwendung von zwei antiparallelgeschalteten Diodenpaaren nach F i g. 2 als Beispiel für einen Multivibrator mit einer Soilfrequenz von /"= 1000 Hz. Dabei ist es bezüglich der Frequenzänderung unerheblich, ob die beiden antiparallelgeschalteten Diodenpaare D2/D3 und D4/D5 symmetrisch (wie in Fig.2) oder unsymmetrisch zum Kondensator C 3 angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Kompensation der temperaturabhängigen Frequenzdrift eines astabilen Multivibrators, bei dem den Basen der beiden Multivibratortransistoren jeweils eine Diode vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dioden (Di, D 6) die Reihenschaltung eines Kondensators fC3) mit mindestens einem antiparallelgeschalteten Diodenpaar (D 2, D 3) angeordnet ist.