DE1813833B2 - Schaltungsanordnung zur frequenzmodulation eines rauscharmen quarzoszillators - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur frequenzmodulation eines rauscharmen, auf Klirrfaklorminimum einstellbaren, eigenerregten, transistoritierten Frequenzmodulators, dessen Oszillatorfrequenz (flurch einen Schwingkristall frequenzstabilisiert ist und tber eine Kapazitätsdiode im Rhythmus der Modulalionsspannung in seiner Frequenz gesteuert wird, wobei <lie Linearität der Kapazitätsdiode durch eine Gleichspannung einstellbar ist.

Vielfach wird in der Nachrichtentechnik die Fördefung aufgestellt, die in einem mit einem Schwingkristall frequenzstabilisierten Oszillator erzeugte Hochfre- <|uenzschwingung mit einem relativ kleinen Hub in der Frequenz zu modulieren. Dazu sind Schaltungsanordftungen bekannt, in denen mit dem Schwingkristall in Reihe eine spannungsgesteuerte Kapazitätsanordnung liegt, der die Modulationsspannung als Steuerspannung zugeführt wird. Der mit dem Schwingkristal! in Reihe wirksame kapazitive Blindwiderstand wird dann durch die Modulationsspannung verändert. Hierbei tritt die Schwierigkeit auf, eine lineare Abhängigkeit der Frequenz vom Augenblickswert der Steuerspannung zu erhalten.

In der deutschen Auslegeschrift 12 73 606 ist ein Wobbeloszillator beschrieben, bei dem zur Frequenzwobbelung die induktive und kapazitive Komponente der Reaktanz des frequenzbestimmenden Oszillatorkreises elektronisch im Rhythmus der Steuerwechselspannung gleichzeitig verwendbar sind. Diese Schaltungsanordnung wird verwendet zum Durchführen eines Verfahrens zum Abgleich von Geräten der Nachrichtentechnik. Hierbei besteht die Aufgabe darin, einen Wobbeisender zu schaffen, der einen großen Wobbeihub des Oszillators ermöglicht, um einen weiten Frequenzbereich des abzugleichenden Gerätes durchfahren zu können. Hierbei spielt es keine wesentliche Rolle, ob der Frequenzbereich genau linear in Abhängigkeit von der Frequenz durchlaufen wird und ob dieser Oszillator besondere Qualitäten hinsichtlich des Rauschanteiles aufweist. Aus dieser Aufgabenstellung heraus kann eine solche Schaltungsanordnung die Forderungen eines Frequenzmodulators nicht erfüllen.

Aus der BE-PS 5 84 982 ist ein Oszillator bekannt geworden, dessen frequenzbestimmender Schwingkreis in F i g. 2 aus de:r Induktivität L und den beiden in Serie geschalteten Kapazitäten CD und CS besteht, von denen die Kapazität CD eine Kapazitätsdiode ist. Im Rückkopplungszweig dieses Oszillators sind zwei weitere in Serie geschaltete Kapazitäten CA und CDR geschaltet, von denen wiederum die Kapazität CDR eine Kapazitätsdiode ist. Die Anordnung der Kapazitätsdiode im Rückkoppiungszweig hat die Aufgabe, bei Veränderung der Frequenz des Oszillators und somit des Resonanzwiclerstandes des Schwingkreises den Rückkopplungsgnid sinngemäß mitzuverändern, um eine konstante Amplitude des Oszillatorsignals zu erreichen.

Bei Vielkanal-Übertragungssystemen muß außer der Vielkanal-Übertragung noch eine Verständigung zwischen den Stationen über einen Dienstkanal vorhanden sein. Dieser Dienstkanal wird üblicherweise direkt dem Oszillator des Übertragungssystems aufmoduliert und auf diese Weise mit dem Träger unmittelbar übertragen. Die modulierte Oszililatorschwingung, die etwa im MHz-Bereich liegen kann, wird mit Hilfe von Diodenvervielfachern auf eine sehr hohe Frequenz vervielfacht. Da diese; mit einem kleinen Hub frequenzmodulierte Träger noch mit dem Basisband eines Vielkanalsystems beaufschlagt werden soll, muß die bereits vorgenommene Modulation des Dienstkanals sehr klirrfrei erfolgt sein, um zu vermeiden, daß eventuell vorhandene Klirrprodukte in den Vielkanalfrequenzbereich hineinwirken können nind so eine Verschlechterung des gesamten Übertragungssystems verursachen können.

Die Aufgabe für die vorliegende Erfindung besteht also darin, einen rauscharmen und auf Klirrfaktorminimum einstellbaren Frequenzmodulator zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rückkopplungszweig des in Basisschaltung betriebenen Transistoroszillators aus der Serienschaltung des Schwingkristalls mit der Kapazitätsdiode und einem Ziehkondensator besteht.

Ein Ausführurigsbeispiel der erfindungsgemässen Schaltung besteht darin, daß der in Basisschaltung betriebene, kollektorseitig an einen gegen Bezugspotential liegenden Parallelschwingkreis angeschlossene Transistor vom NPN-Leitfähigkeitstyp über eine gegen den Emitter geschaltete Schleife aus der Reihenschaltung eines Schwingkristalles, einem Ziehkondensator und einer mit ihrer Kathode gegen den Anzapf der Induktivität des Parallelschwingkreises liegenden Kapazitätsdiode rückgekoppelt ist und daß die zu modulierende Signalspannunfj über einen Kondensator und einen hochohmigen Widerstand an die Anode der Kapazitätsdiode angelegt wird, wobei zwischen dem Kondensator und dem hochohmigen Widerstand eine

an einem Spannungsteiler variabel abgreifbare negative Gleichspannung zur Linearisierung der Modulationskennlinie der Kapazitätsdiode zugeführt wird.

Durch diese erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist es möglich geworden, einen sehr tiuscharmen und klirrfreien Oszillator zur Verfugung zu haben, der sich zur Modulation in Vielkanalsystemen deshalb besonders gut eignet, weil er verhindert, daß zusätzlich zu der Vielkanalübertragung noch ein weiterer Kanal als Dienstkanal lür zwischenstationäre Verbindung möglieh ist. Außerdem ist sein Aufbau einfach und als selbständiger und in seiner Ausführungsform kleiner Baustein in die Geräte mit einziehbar.

Anhand der Zeic'^nung wird die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einem Ausführungbeispiel näher beschrieben.

Der in Basisschaltung betriebene Transistor 7$ ist mit seinem Kollektor über einen Parallels^hwingkreis, bestehend aus der induktivität LX und dem Kondensator Ci, gegen Bezugspotential geschaltet. Sein Emitter ist über eine Schleife aus der Reihenschaltung eines Schwingkristalles Q, einem Ziehkondensator Cz und einer mit ihrer Anode gegen den Ziehkondensator Cz liegende Kapazitätsdiode D, die an einen Anzapf der Induktivität Ll angeschlossen ist, rückgekoppelt. Die Signalspannung U mod liegt über einem Kondensator Cl und einem hochohmigen Widerstand Rv an der Anode der Kapazitätsdiode D. Zwischen dem hochohmigen Widerstand Rv und dem Kondensator Cl wird eine an einem Spannungsteiler Rl variabel abgreifbare, negative Gleichspannut g zur Linearisierung der Modulationskennlinie der Kapazitätsdiode D zugeführt. Bei Umpolung der Betriebsspannung UB kann in gleicher Weise ein Transistor vom PN P-Leitfähigkeitstyp unter gleichzeitiger Umpolung der Kapazitätsdiode D verwendet werden. Die Widerstände R2, R3, R4 dienen zur Arbeitspunktbestimmung des Transistors Ts und die Kondensatoren Ci und C4 zur Verblockung der jeweiligen Hochfrequenzspannungen.

Die Verwendung der Basisschaltung hat ganz wesentliche Vorteile, die darin bestehen, daß einmal die Schaltung niederohmig ist und dadurch die Verwendung eines Thermostaten T ermöglicht. Man kann also auf diese Weise den Schwingkristall Q und auch die Kapazitätsdiode D, die gegen Temperaturschwankungen anfällig sind, in ihrer Betriebstemperatur konstant halten und erreicht somit eine bessere Frequenzkonstanz des ganzen Oszillators, die für einen Ausgangsoszillator zur Frequenzvervielfachung nicht ohne Bedeutung ist. Die Niederohmigkeit bringt ferner den weiteren Vorteil, der darin besteht, daß die gesamte Schaltungsanordnung rauscharm dimensionierbar ist und damit zur Verbesserung der Vielkanalübertragung des Systems einen wesentlichen Beitrag leistet.

Die der Kapazitätsdiode D zugeführte regelbare Gleichspannung bestimmt den Arbeitspunkt auf ihrer Kennlinie. Man hat damit die Möglichkeit, einen Arbeitspunkt zu wählen, bei dem die Kennlinie weitgehendst linear verläuft. Die unterschiedliche Steilheit der Kennlinie erfordert selbstverständlich eine entsprechende Anpassung an die Verstärkung des vorgeschalteten Modulationsverstärkers, um den geforderten Frequenzhub zu erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Frequenzmodulation eines rauscharmen, auf Klirrfaktorminimum einstellbaren, eigenerregten, transistorisierten Frequenzmodulators, dessen Oszillatorfrequenz durch einen Schwingkristall frequenzstabilisiert ist und über eine Kapazitätsdiode im Rhythmus der Mo.iulationsspannung in seiner Frequenz gesteuert wird, wobei die Linearität der Kapazitätsdiode durch eine Gleichspannung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungszweig des in Basisschaltung betriebene¹} Transistoroszillators aus der Serienschaltung des Schwingkristall (Q) mit der Kapazitätsdiode (D) und einem Ziehkondensator (Cz) besteht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Basisschaltung betriebene, kollektorseitig an einen gegen Bezugspotential (UB) liegenden Parallelschwingkreis (Ll, Cl) angeschlossene Transistor (Ts) vom NPN-Leitfähigkeitstyp über eine gegen den Emitter geschaltete Schleife aus der Reihenschaltung eines Schwingkristalles (Q), einem Ziehkondensator (Cz) und einer mit ihrer Kathode gegen den Anzapf der Induktivität (Ll) des Parallelschwingkreises (Ll, Cl) liegenden Kapazitätsdiode (D) rückgekoppelt ist und daß die zu modulierende Signalspannung (U mod) über einen Kondensator (C2) und einen hochohmigen Widerstand (Rv) an die Anode der Kapazitätsdiode (D) angelegt wird, wobei zwischen dem Kondensator (C2) und dem hochohmigen Widerstand (Rv) eine an einem Spannungsteiler variabel abgreifbare negative Gleichspannung (-U=) zu. Linearisierung der Modulationskennlinie der Kapazitätsdiode (D) zugeführt wird.