DE2017344C3 - Durchstimmbarer Transistoroszillator - Google Patents

Description

Maßnahmen der erfindungsgemäßen Art haben sich

60 als besonders günstig erwiesen bei einem Transistoroszillator, bei dem zwischen Kollektor und Basis eine

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transistor- Impedanz mit einer induktiven Komponente liegt, oszillator für großen Durchstimmbereich und vor- während zwischen Emitter und Kollektor eine Rückzugsweise für größere Ausgangsleistung, dessen Ar- kopplungszwecken dienende Kapazität eingeschaltet beitsbereich im Gebiet höherer Frequenzen, insbeson- 65 ist und bei dem die zwischen Basis und Kollektor des dere des UHF-Bereiches, liegt, bei dem die Gleich- Transistors auftretende Impedanz einen negativen stromversorgung über Drosseln und die Hochfrequenz Realteil aufweist. Die Grundschaltung eines solchen abblockende Durchführungskondensatoren erfolgt. Oszillators, wie er auch in der älteren Offenlegungs-

schrift 1 591 446 beschrieben ist, ist in der Figur dargestellt.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß bei festgehaltenem Wert von C_e, der Kapazität zwischen Emitter und Kollektor, dieser Oszillator nur am oberen Ende des Durchstimmbereiches seine volle Leistung abgeben kann, während er am unteren Ende zu schwach rückgekoppelt ist. Würde nun C_e zwar so weit vergrößert werden, daß die Rückkopplung am unteren Ende des Arbeitsfrequenzbereiches optimal ist, so würde am oberen Frequenzbandende eine zu starke Rückkopplung die Folge sein und die Gefahr der Übersteuerung des Transistors, verbunden mit dem Auftreten unerwünschter Kippschwingungen, gegeben sein. Für viele Anwendungszwecke werden jedoch Oszillatoren gewünscht, die in einem weiten Frequenzbereich, z. B. zwischen 250 und 500 MHz durchstimmbar sind und dabei eine nicht unerhebliche Ausgangsleistung, z. B. in der Größe von einigen Watt, abgeben sollen. Dabei soll sich die Ausga igsleistung in einem derartig großen Durchstimmbereich möglichst wenig verändern. Überlegungen im Rahmen der Erfindung haben nun gezeigt, daß es möglich ist, sowohl einen großen Durchstimmbereich zu erhalten als auch höhere Leistung, wenn beispielsweise der Kondensator Ce in der Emitterzuleitung mit der Abstimmung des Basiskreises simultan verändert wird. Und zwar hat sich gezeigt, daß der kapazitive Leitwert dieser im Emitterkreis liegenden Kapazität mit steigender Frequenz zumindest gleich bleiben, besser jedoch abfallen soll, während die induktive Blindkomponente der Impedanz im Basiskreis mit wachsender Frequenz abfallen soll. Normalerweise nimmt jedoch die Reaktanz einer frequenzunabhängigen Induktivität mit wachsender Frequenz zu. Der geforderte Verlauf dieser Impedanz im Basiskreis läßt sich durch einen Serienkreis m.\ veränderbarer Kapazität erzielen. Bei einem derartigen Oszillator hoher Frequenz bringt die Entkopplung größere Probleme mit sich.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist das Schaltbild eines'Oszillators zusammen mit dem erfindungsgemäßen Speisenetzwerk dargestellt. Der hochfrequente Teil des Oszillators besteht aus dem Transistor T, dem induktiven Basiszweig mit de' Serienschaltung aus der veränderbaren Kapazität Cb und der Induktivität Lb sowie dem ) apazitiven Ernilterzweig mit der Kapazität C_e und dem mit der Kapazität in Serie liegenden Lastwiderstand Re- Die einstellbare Kapazität Cb des Basiszweiges kann beispielsweise durch eine Kapazitätsdiode realisiert werden. Der niederfrequente und Gleichstrom-Teil des Oszillators besteht neben dem Transistor Taus der Serienschaltung der Basis-Drosse! Db und dem Basis-Ducchführungskondensator Ki, einerseits und der Emitter-Drossel D_e und dem Emitter-Durchführungskondensator Ke andererseits sowie der Gieichspannungsquelle. Die Kollektor-Basis-Strecke des Transistors Γ wird von der Batterie B.,, die einen kleinen Innenwiderstand besitzt, gespeist und die Emitter-Basis-Strecke von der Batterie B₁ mit einem relativ großen Innenwiderstand R_x. Die beiden Dmssein D_b und D_e besitzen im Hinblick auf den geforderten großen Durchstimmbereich des Oszillators.eine relativ große Induktivität, wodurch erreicht wird, daß die Impedanz der Drosseln im interessierenden Frequenzbereich, d. h. im Niederfrequenzbereich, \ernachlässigbar groß ist.

Der Erfindung liegt ferner die Erkenntnis zugrunde, daß die unerwünschten Schwingungen im Niederfrequenzbereich dann unterdrückt werden, wenn in diesem Frequenzbereich die iduktivität im Basiskreis mögliehst klein ist und ferner der kapazitive Emitterkreis stark verlustbehaftet ist. Dies wird gemäß der Erfindung in der Weise realisiert, da^ dem Basis-Durcli führungskondensator Ai, ein weiterer Kondensator parallel geschaltet ist, der so bemessen ist, daß er im Niederfrequenzbereich zusammen mit dem Basisdurchführungskondensator Kb und der Zuleitungsinduktivität L₂ einen kapazitiv verstimmten Parallelresonanzkreis bildet. Der Emitter-Durchführungskondensator Ke ist mit der Serienschaltung des Wider-So Standes R₈ und der Kapazität C_x überbrückt. Diese Serienschaltung stellt im Niederfrequenzbereich einen ohmschen Widerstand dar, der der Kapazität des Emitter-Durchführungskondensators K_e parallel geschaltet ist. Der Widerstand ist dabei so bemessen, daß im Niederfrequenzbereich näherungsweise gilt

O) Ke

wobei beispielsweise folgende Werte gelten: Ke = 100 pF; C, = IGnF und A₅= 5Oi2.

In solchen Fällen, in lienen die Zuleitungskapaziiät Cp einen bestimmten Wert überschreitet, d. h. wenn sie etwa oberhalb der Größenordnung 10 pF liegt, wird

in die Emitter-Basis-Strecke des Transistors eine Drossel D₁ eingeschaltet, die die Zuleitungskapa/ität Cp von dem Emitter-Durchführungskondensator K,-entkoppelt. Die Drossel D₁ bildet zusammen mit der Zuleitungakapazität C_p einen Serienresonanzkreis, der

im Niederfrequenzbereich induktiv verstimmt ist. Die Güte dieses Serienresonanzkreises wird möglichst klein gewählt, was z. B. durch eine verlustbehaftete Drossel erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Breitbandig durchstimmbare Leistungs-Oszillatoren Patentansprüche: mit Transistoren zeigen häufig die Eigenschaft, daß neben der erwünschten hochfrequenten Schwingung

1. Transistoroszillator für großen Durchstimm- noch eine unerwünschte, relativ niederfrequente bereich und vorzugsweise für größere Ausgangs- 5 Schwingung auftritt. Bei einer Arbeitsfrequenz des leistung, dessen Arbeitsbereich im Gebiet höherer Oszillators von etwa 500 MHz liegt der Bereich, in dem Frequenzen, insbesondere des UHF-Bereiches liegt, die unerwünschten Schwingungen auftreten, beis^ielsbei dem die Gleichstromversorgung über Drosseln weise in der Größenordnung von 100 kHz bis zu und die HochfrequenzabblockendeDurchführungs- einigen MHz. Die niederfrequente Schwingung verurkondensatoren erfolgt, dadurch gekenn- io sacht zum einen eine niederfrequente Modulation der zeichnet, daß dem Basis-Durchführungskon- hochfrequenten Schwingung und kann vor allem zum densator (Kb) ein weiterer, derart bemessener Kon- anderen bewirken, daß beim Transistor der sogedensator (C₂) parallel geschaltet ist, daß dieser bei nannte zweite Durchbruch ausgelöst wird, der häufig insbesondere im MHz-Bereich gelegenen Frequen- zu einer irreversiblen Änderung der Transistor-Parazen unterhalb des Arbeitsfrequenzbereiches des 15 meter führt. Durch die niederfrequente Schwingung Oszillators zusammen mit dem Durchführungs- verweilt nämlich der Arbeitspunkt des Osziilatorkondensator (Kt) t nd der Zuleitungsinduktivität Transistors relativ lange in einem /(-l/cß-Bereich, in (L·,) einen kapazitiv verstimmten Parallel-Reso- dem der sogenannte zweite Durchbruch auftreten kann, nanzkreis bildet, und daß dem Emitter-Durchfüh- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen rungskondensator (A',) eine diesen Kondensator 20 breitbandig durchstimmbaren Oszillator, vorzugsüberbrückende Serienschaltung eines ohmschen weise einen Oszillator im UHF-Bereich, eine einfache Widerstandes (R_s) und eines Kondensators (C₅) Lösung anzugeben, durch welche die Anregung unerparallel geschaltet ist, die im obigen Frequenz- wünschter Schwingungen, insbesondere im MHz-Bebereich einen dem Durchführungskondensator (K_e) reich, verhindert wird.

parallelgeschalteten ohmschen Widerstand dar- 25 Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der

stellt. Weise gelöst, daß dem Basis-Durchführungskonden-

2. Transistoroszillator nach Anspruch 1, dadurch sator ein weiterer, derart bemessener Kondensator gekennzeichnet, daß der Widerstand (R_s) derSerien- parallel geschaltet ist, daß dieser bei insbesondere im schaltung derart bemessen ist, daß it. dem betreffen- MHz-Bereich gelegenen Frequenzen unterhalb des den, zu unerwünschten Schwingungen neigenden 30 Arbeitsfrequenzbereiches des Oszillators zusammen _c , . , .. ., „ 1 mit dem Durchführungskondensator und der Zu-Frequenzbere.ch naherungswe.se gilt R_s ■ ^ idtungsinduktivität einen kapazitiv verstimmten Par-

mit V als kapazitivem Blindwiderstand des allel-Resonanzkreis bildet, und daß dem Emitter-

<»^K> Durchfuhrungskondensator eine diesen Kondensator

Emitter-Durchführungskondensators (A,). 35 überbrückende Serienschaltung eines ohmschen Wider-

3. Transistoroszillator nach Anspruch 1 oder 2, Standes und eines Kondensators parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gleichstrom- die im obigen Frequenzbereich einen dem Durchweg der Emitter-Basis-Strecke eine weitere, mit der führungskondensator parallel geschalteten ohmschen Zuleitungskapazität (C_p) einen im betreffenden Widerstand darstellt, wobei vorteilhafterweise der Niederfrequenzbereich induktiv verstimmten Serien- 40 Widerstand der Serienschaltung derart bemessen ist, resonanzkreis bildende Drossel (D₁) eingeschal- daß im betreffenden Niederfrequenzbereich näherungs-

^teV T'ransistoroszillator nach Anspruch 3, dadurch ^weise *^{ik Rs} > Λ ^mit "<i ^als kapazitiven Blindgekennzeichnet, daß die weitere Drossel (Z)₁) in der widerstand des Emitter-Durchführungskondensators. Basis-Emitter-Strecke und der hochohmige Wider- 45 Ferner ist vorteilhaft, wenn in den Gleichstromweg stand (/?,) in der Emitter-Basis-Strecke als gemein- der Emitter-Basis-Strecke eine weitere, mit der Zusames Bauelement in Form eines Drahtwider- leitungskapazität einen im betreffenden, zu uner Standes realisiert sind. wünschten Schwingungen neigenden Frequenzbereii.:i

5. Transistoroszillator nach einem der vorher- induktiv verstimmten Serienresonanzkreis bildende gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 5° Drossel eingeschaltet ist. Durch die Drossel wird die zwischen Kollektor und Basis eine Impedanz mit Zuleitungskapazität des Emitter-Durchführungskoneiner induktiven Komponente liegt, während zwi- densators entkoppelt. Dabei kann mit Vorteil die sehen Emitter und Kollektor eine Rückkopplungs- weitere Drossel in der Basis-Emitter-Strecke und der zwecken dienende Kapazität eingeschaltet ist, und hochohmige Widerstand in der Emitter-Basis-Strecke daß die zwischen Basis und Kollektor des Tran- 55 als gemeinsames Bauelement in Form eines Drahtsistors auftretende Impedanz einen negativen Real- Widerstandes realisiert werden. In solchen Fällen, in teil aufweist. denen die Zuleitungskapazität hinreichend klein ist,

kann die Drossel entfallen.