DE19620760B4

DE19620760B4 - Oszillatorschaltung

Info

Publication number: DE19620760B4
Application number: DE19620760A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Mann; Horst Dipl.-Ing. Schäfer
Original assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2016-05-24
Also published as: GB2313455A; GB2313455B; GB9709267D0; DE19620760A1; US5801592A; FR2749112A1; FR2749112B1

Abstract

Oszilfatorschaltung (1) zur Amplitudenstabilisierung
einer Hochfrequenzschwingung
mit einem Schwingkreis, der mit einem ersten Transistor (T1) mit einem Basis-, Emitter- und Kollektoranschluß gekoppelt ist, wobei die am Emitteranschluß anliegende Ausgangsspannung in den Basiskreis des ersten Transistors (T1) zurückgeführt wird,
wobei der Kollektoranschluß des ersten Transistors (T1) mit einer Speisespannungsquelle (VCC) gekoppelt ist, die Speisespannungsquelle (VCC) über einen ersten Widerstand (R1, R2) mit dem Basisanschluß des ersten Transistors (T1) gekoppelt ist und der Emitteranschluß mit dem Basisanschluß eines zweiten Transistors (T2), dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des ersten Transistors zur Steuerung der Spannung am Basisanschluß des ersten Transistors (T1) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Oszillatorschaltung zur Stabilisierung der Amplitude einer HF-Schwingung eines Audio-Signals. Bei einer solchen Oszillatorschaltung wird ein Audio-Signal mit einer Frequenz im Bereich von 20 Hz...20 kHz in die Oszillatorschaltung eingekoppelt, mit einer Hochfrequenz moduliert und als RF-Audiosignal mit einer Frequenz von mehr als 2 MHz ausgegeben. Eine solche Oszillatorschaltung wird beispielsweise in einer Infrarot-Sendeinrichtung verwendet, bei der ein niederfrequentes Audio-Signal in ein höherfrequentes Infrarotsignal gewandelt wird. Die höherfrequenten Audio-Signale werden per Infrarotstrecke an eine entsprechende Empfangseinrichtung – zum Beispiel einen Infrarotkopfhörer – übertragen, der über eine Empfangseinrichtung mit einem entsprechenden Demodulator und vorzugsweise auch einen Stereodekoder zur Wiedergabe der niederfrequenten Audio-Signale verfügt.

Bei den bisher bekannten freischwingenden Oszillatorschaltungen besteht ein Problem darin, daß bei der Fertigung der Oszillatorschaltung ein Abgleich zur Festlegung und Stabilisierung der Amplitude der RF-Audio-Signale stattfinden muß. Für einen solchen Abgleich muß zunächst eine Messung vorgenommen werden und dann erfolgt automatisch oder manuell über eine entsprechende Einstelleinrichtung, z.B. ein Trimm-Potentiometer, die Amplitudenstabilisierung auf einen gewünschten Wert.

Daß überhaupt eine Amplitudenstabilisierung notwendig ist hängt damit zusammen, daß bei einer Oszillatorschaltung mit einem Transistor in Kollektorschaltung die Amplitude der HF-Schwingung fast ausschließlich von dem Stromverstärkungsfaktor des Transistors abhängig ist und schon kleinste Bauteiltoleranzen eine Änderung des Stromverstärkungsfaktors zur Folge haben. Erfolgt der Abgleich nicht, was bei Billigstgeräten häufig der Fall ist, geht dies zu Lasten der Qualität der Signalübertragung und -wiedergabe. Wird der Abgleich durchgeführt, so erhöhen sich durch die Aufwendungen hierfür die Kosten der Oszillatorschaltung und somit des Gerätes, in dem die Oszillatorschaltung eingesetzt wird.

DE 2 228 010 A zeigt eine Oszillatorschaltung mit einem ersten Transistor, wobei die am Emitteranschluß anliegende Spannung in den Basiskreis des ersten Transistors zurückgeführt wird. Ein Kollektoranschluß des ersten Transistors ist mit einer Speisespannungsquelle gekoppelt. Die Speisespannungsquelle ist wiederum über einen zweiten Widerstand mit dem Basisanschluß des ersten transistors gekoppelt, und der Emitteranschluß ist mit dem Basisanschluß eines zweiten Transistors verbunden, dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des ersten Transistors verbunden ist.

Die Erfindung setzt sich deshalb zum Ziel, die vorgenannten Probleme und Nachteile zu beseitigen ohne Qualitätsverluste in der Signalübertragung und -wiedergabe hinzunehmen.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß mit einer Oszillatorschaltung nach Anspruch 1. erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß durch Steuerung eines zweiten Transistors mittels der Emitter-Ausgangsspannung des ersten Transistors die Basisspannung des ersten Transistors so weit heruntergeregelt werden kann, daß ein stabiler Gesamtzustand entsteht und die Amplitude der Emitter-Ausgangsspannung der RF-Audio-Schwingung auf den gewünschten Wert geregelt wird. Zwar wird durch die Erfindung ein zweiter Transistor benötigt, jedoch kann auf andere, bislang benötigte Bauteile wie z.B. ein Trimm-Potentiometer verzichtet werden. Zudem können beide Transistoren baugleich sein, so daß keine Spezialbauelemente notwendig sind, um bei der Fertigung der Oszillatorschaltung auf einen automatischen oder manuellen Abgleich vollständig zu verzichten. Durch die Einkopplung des zweiten Transistors in den Emitter-Basis-Kreis des ersten Transistors wird darüber hinaus ein günstiges Oberwellenspektrum der RF-Ausgangsschwingung erzielt, so daß auf eine Oberwellenfilterung, wie sie bislang zum Erreichen einer gewünschten Qualität notwendig war, ebenfalls verzichtet werden kann. Eine solche Oberwellenfilterung wurde bislang häufig durch entsprechende Filter erreicht.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung stellen dar:
1 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Oszillators; und
2 ein Blockschaltdiagramm einer IR-Sendeeinrichtung mit einer Schaltung nach 1.
1 zeigt eine Oszillatorschaltung 1 mit einem Schwingkreis 2 bestehend aus einer Oszillatorspule L1 und einer Kapazitätsdiode D1. Eine niederfrequente, d.h. im Bereich von 20.. bis 20 kHz liegende, Audio-Frequenz AF wird über einen Widerstand R6 in den Schwingkreis 2 eingekoppelt. Die Oszillatorspule weist einen Einkopplungsanschluß 3 auf, welcher mit dem Basisanschluß eines zweiten Transistors T2 einerseits und über einen Widerstand R3 mit dem Emitter-Ausgangsanschluß des ersten Transistors T1 andererseits verbunden ist. Ferner ist der Schwingkreis 2 über einen Kondensator C2 mit dem Basisanschluß des ersten Transistors T1 verbunden. Über den Emitter-Ausgangsanschluß des ersten Transistors T1 wird ein hochfrequentes RF-(radio frequency)-Audio-Signal ausgegeben und der Emitter-Ausgangsanschluß des ersten Transistors T1 ist ferner über einen Widerstand R4 mit Masse verbunden. Der Basisanschluß des ersten Transistors T1 ist über einen Widerstand R1 erstens mit dem Kollektoranschluß eines zweiten Transistors T2, zweitens über einen Kondensator C3 mit Masse und drittens über einen Widerstand R2 mit dem Kollektoranschluß des ersten Transistors T1 verbunden. Der Kollektoranschluß des ersten Transistors ist über einen Kondensator C1 mit Masse verbunden und gleichzeitig über einen Widerstand R5 mit einer Speisespannungsquelle VCC verbunden.
Die in der Zeichnung angegebenen Bauteil-Werte sind rein beispielhaft und die Erfindung ist nicht auf die dort angegebenen konkreten Bauteile beschränkt.
Bei der dargestellten Oszillatorschaltung handelt es sich um einen Oszillator mit Transistor in Kollektorschaltung. Die Rückführung der Ausgangsspannung RF-OUT erfolgt aus dem Emitterkreis in den Basiskreis. Die Spannungsteilung erfolgt durch die Einkopplung der Emitterausgangsspannung in den Oszillatorschwingkreis transformatorisch. Die Widerstände R1 und R2 dienen zum Erzeugen der Basisvorspannung aus der Speisespannung.
Läßt man den zweiten Transistor T2 unberücksichtigt, so besteht der Nachteil einer solchen Schaltung darin, daß die Amplitude der HF-Schwingung RF-OUT von dem Stromverstärkungsfaktor des Oszillatortransistors T1 abhängig ist. Für ein Seriengerät bedeutet dieses in der Regel einen zusätzlichen Amplitudenabgleich, sei es automatisch oder manuell. Ein solcher Abgleich erübrigt sich durch die Anordnung des zusätzlichen Transistors T2.
Beim Einschwingvorgang des Oszillators erhält der erste Transistor T1 über R1 und R2 einen maximalen Basisstrom, der einen hohen Kollektorstrom und damit eine hohe Steilheit des ersten Transistors T1 bewirkt. Der Oszillator schwingt somit sicher an. Erreicht die Ausgangsspannung am Emitter-Anschluß die Basis-Emitter-Schwellspannung des zweiten Transistors T2, so regelt der zweite Transistor T2 die Spannung am Basis-Anschluß des ersten Transistors T1 so weit herunter, daß ein stabiler Zustand entsteht. Durch die Rückkopplung der Ausgangsspannung am Emitter-Anschluß des ersten Transistors über den Basis-Emitter-Kreis des zweiten Transistors wird somit die Amplitude der HF-Schwingung RF-OUT stabilisiert.
Die beschriebene Schaltung hat ferner zur Folge, daß ein günstiges Oberwellenspektrum der HF-Schwingung erreicht wird und somit auf eine Oberwellenfilterung, wie sie bislang üblich ist, verzichtet werden kann. Die Widerstände R3 und R4 sind auf den minimalen Klirrfaktor abgestimmt.
Bei Stereogeräten sind für den linken und rechten Audio-Kanal jeweils separate Oszillatorschaltungen notwendig, so daß durch die erfindungsgemäße Oszillatorschaltung auf die bislang bei Stereogeräten notwendigen zwei Abgleichvorgänge verzichtet werden kann. Die damit verbundene Kosteneinsparung ist erheblich und sehr vorteilhaft.
Mit der beschriebenen Oszillatorschaltung wird mühelos eine Audioübertragungs- und Wiedergabequalität erreicht wie mit abgeglichenen Oszillatorschaltungen. Darüber hinaus ist die beschriebene Oszillatorschaltung temperaturunabhängiger als bisherige Oszillatorschaltungen. Zur Anpassung der Amplitude an einen gewünschten Wert kann eine Diode am Basisanschluß des Transistors T3 vorgesehen werden, so daß hierdurch die Amplitude des Ausgangssignals RF-OUT den gewünschten Wert hat, um von nachfolgenden Schaltungen mühelos verarbeitet zu werden.
2 zeigt ein Blockschaltdiagramm einer Infrarot-Sendeeinrichtung mit zwei Oszillatorschaltungen nach 1, die sich dadurch unterscheiden, daß die Ausgabefrequenz des linken Audiosignals bei etwa 2,3 MHz liegt und die Ausgabefrequenz des rechten Audiosignals bei 2,8 MHz. Bevor das linke und rechte Audiosignal an die in 1 beschriebenen Oszillatorschaltungen angelegt werden, werden sie einem entsprechenden Regelverstärker mit entsprechender Hubbegrenzung zugeführt, so daß ein hubbegrenztes Signal an die Oszillatorschaltungen angelegt wird.
Beide Oszillatoren sind mit einer Temperatur-Kompensationsschaltung verbunden, so daß Temperatureinflüsse minimiert werden.
Die Ausgangssignale des linken und rechten Oszillators werden addiert, zum Beispiel in einem Mischer, und dann einer Infrarot-Endstufe mit Sendedioden zugeführt.

Claims

Oszilfatorschaltung (1) zur Amplitudenstabilisierung einer Hochfrequenzschwingung mit einem Schwingkreis, der mit einem ersten Transistor (T1) mit einem Basis-, Emitter- und Kollektoranschluß gekoppelt ist, wobei die am Emitteranschluß anliegende Ausgangsspannung in den Basiskreis des ersten Transistors (T1) zurückgeführt wird, wobei der Kollektoranschluß des ersten Transistors (T1) mit einer Speisespannungsquelle (VCC) gekoppelt ist, die Speisespannungsquelle (VCC) über einen ersten Widerstand (R1, R2) mit dem Basisanschluß des ersten Transistors (T1) gekoppelt ist und der Emitteranschluß mit dem Basisanschluß eines zweiten Transistors (T2), dessen Kollektoranschluß mit dem Basisanschluß des ersten Transistors zur Steuerung der Spannung am Basisanschluß des ersten Transistors (T1) verbunden ist.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 1, bei der der erste Widerstand (R1, R2) aus einer Reihenschaltung eines zweiten Widerstandes (R1) und eines dritten Widerstandes (R2) besteht und der Kollektoranschluß des zweiten Transistors (T2) über den zweiten Widerstand (R1) mit dem Basisanschluß des ersten Transistors (T1) verbunden ist.
Oszillatorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der einerseits zwischen dem Emitteranschluß und dem Basisanschluß des ersten Transistors (T1) ein vierter Widerstand (R3) angeordnet ist und andererseits der Emitteranschluß des ersten Transistors (T1) über einen fünften Widerstand (R4) mit Masse verbunden ist und die vierten und fünften Widerstände (R3, R4) auf den minimalen Klirrfaktor abgestimmt sind.
Infrarot-Sendeeinrichtung für eine Infrarot-Sendestrecke, mit einem Audio-Eingangs-Anschluß und einer Oszillatorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Audio-Eingangs-Anschluß mit der Oszillatorschaltung gekoppelt ist.
Kopfhörer-Infrarot-Sende- und Empfangssystem mit einer Sendeeinrichtung nach Anspruch 4 und einem Kopfhörer-Empfangssystem zum Empfang und zur Verarbeitung der von der Sendeeinrichtung gesendeten Signale.