DE2034714A1 - Oszillatorschaltung zur Erzeugung einer von einer angelegten Spannung ab hangigen Oszillationsfrequenz - Google Patents
Oszillatorschaltung zur Erzeugung einer von einer angelegten Spannung ab hangigen OszillationsfrequenzInfo
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Description
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ltd., Kawasaki/Japan
Oszillatorschaltung zur Erzeugung einer von einer
angelegten Spannung abhängigen Oszillationsfrequenz
(Beanspruchte Priorität:
11. Juli 1969 Japan 55304/69)
Die Erfindung betrifft eine Oszillatorschaltung zur Erzeugung
einer von einer angelegten Spannung abhängigen Oszillationsfrequenz.
Es sind bisher viele Oszillatorschaltungen bekannt geworden,
bei denen die Oszillationsfrequenz durch eine angelegte Steuerspannung steuerbar ist. Die für einen derartigen durch eine angelegte Spannung gesteuerten Oezillatorkreis erforderlichen
charakteristischen Merkmale sind im wesentlichen die folgenden!
1. Die Oedllationefrequenz soll bei Teapexaturänderungen stabil
bleiben,
2. Die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und der
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BAD ORIGINAL
Oszillationsfrequenz soll linear sein. 3. Die Bandbreite der Oszillationsfrequenz soll sehr groß sein.
Bei einer der bekannten von der angelegten Spannung gesteuerten
Oszillatorschaltungen wird eine Diode mit veränderbarer Kapazität (vari-cap diode) verwendet. Dieser Diodentyp hat jedoch
Mangel wie eine relativ schmale Bandbreite der Frequenz in einem fe niedrigen Frequenzbereich, innerhalb der die Oszillation erfolgen kann. Außerdem ist die Beziehung zwischen der Frequenzänderung und der angelegten Spannung nicht-linear. Bei einer anderen
der bekannten von der angelegten Spannung gesteuerten Oszillatorschaltungen wird die Änderung im Arbeitspunkt eines Transistors
ausgenutzt, wodurch die Parameter des !Transistors verändert werden. Die Mängel dieses Verfahrens liegen in einer geringen
Stabilität und in einer nicht proportionalen Abhängigkeit der Oszillationsfrequenzänderung von der angelegten Spannung. Bei
einem weiteren Verfahren wurde die Aufladung und Endladung eines Kondensators ausgenutzt. Der Machteil dieses Verfahrens
liegt in der schlechten Stabilität.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Oszillatorschaltung zur Erzeugung einer von einer angelegten Spannung abhängigen Osxillationsfrequen» die erwähnten lachteile der bekannten Schaltungen su eliminieren. Außerdem «oll eine Ossillatorechaltung geschaffen werden, die ein Signal, dessen Phasenwinkel um 90° gegenüber der Oasillationsspasnnung in der
Oszillatorschaltung verschieden ist, in ein© Bechteekvelle
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BAD ORIGINAL
.. , 20347U
umwandelt, bei der die Amplitude der Rechteckwelle durch die
angelegte Steuerspannung gesteuert und ein zur gesteuerten Rechteckwelle proportionaler Strom in den Resonanzkreis der
Oszillatorschaltung geleitet und dadurch die Oszillationsfrequenz gesteuert wird. Ferner soll eine Oszillatorschaltung
geschaffen werden, die ein Signal, dessen Phasenwinkel von der Oszillationsspannung der Oszillatorschaltung um 90° verschieden
ist, durch die angelegte Steuerspannung steuert und dem Resonanzkreis der Oszillatorschaltung einen zu dem gesteuerten
Signal proportionalen Strom zuführt, wodurch die Oszillationsfrequenz gesteuert wird.
Die erfindungsgemäße Oszillatorschaltung ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Oszillationssignal des Oszillators um 90° zeitverschoben ist, daß die Amplitude des verschobenen Signals
durch die angelegte Spannung begrenzt wird und ein zur begrenzten Spannung des verschobenen Signale proportionaler Strom dem
Resonanzkreis des Oszillators zugeführt wird, wodurch die Frequenz der Oszillatorschaltung gesteuert wird.
Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele an Hand von vier Figuren näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausffihrungsform gemäß dieser Erfindung,
. .
Fig. 2A und 2B Diagramme, die Vellenfonnen der erfindungsgemäßen
Schaltung darstellen,
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BADORiGfNAt
BADORiGfNAt
Fig· 3 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform dieser Erfindung und
flg. 4 ein Schaltungediagrana einer weiteren Aueführungsform
dieser Erfindung·
In Hg. 1 ist der mit gestrichelten Linien umgebene Kreis 1 ein üblicher Oszillatorkreis. Eine Induktivität L und eine Kapazitat C bilden einen parallelen Resonanzkreis und bestimmen die
Oszillationsfrequenz· Ein negativer Widerstand -R stellt einen äquivalenten Lastwiderstand dar und führt die Oszillationsenergie zu. Der Ausgang des Oszillatorkreises 1 ist an einen
90°-Phaeenschieber 2 angeschlossen, durch den das Ausgangssignal des Oszillatorkreises 1 um 90° phasenverschoben wird·
Der Ausgang des 90 -Phasenschiebers 2 liegt an einem Begrenzer
3, der die Sinuswelle in eine Rechteckwelle umwandelt. Die Rechteckwelle wird über einen Widerstand R^ durch eine Diode 4
auf den in Fig. 2A dargestellten Spannungspegel V±n begrenzt·
Die begrenzte Rechteckwelle steuert über einen Widerstand R«
eine parallel zum Resonanzkreis 1 der Oszillatorschaltung liegende Stromquelle 5· Der durch die Stromquelle 5 fließende
Strom ist proportional zur Amplitude der begrenzten Rechteckspannung. Die Frequenzkomponente der Rechteckwelle enthalt eine
Grundwelle und viele höhere harmonische· Die Phase der Grundwelle ist gegenüber der Oszillationsspannung des Resonanzkreises zeitlich um 90° verschieden. Deshalb fließt parallel
sum Ossillatorkreis ein Strom, dessen Phase von der Oszillationsspamrang um 90° abweicht. Dies ist gleichbedeutend als
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wenn mit dem Oszillatorkreis eine Resonanz verbunden wäre. Demgemäß
ist es möglich, die Oszillationsfrequenz durch Indern der Reaktanz zu verändern· Es sei angenommen, daß Vq und Iq die
Spannungsamplitude de*s Resonanzkreises und die Amplitude der
Grundwelle des Stroms durch die Stromquelle 5 bedeuten. Sann •läßt sich die entsprechende Komponente der Reaktanz Zq ausdrücken durch
Wenn diese Reaktanz kapazitiv ist, ist dies äquivalent zum Anschluß eines Kondensators. Unter der Annahme, daß Cq der Wert
des äquivalenten Kondensators ist, gilt
C0 -lQ/2fTf0V0 (2)
wobei £q die Oszillationsfrequenz bedeutet.
Vie erwähnt, soll der Strom Iq proportional zur begrenzten
Rechteckwelle sein. Setzt man K als Proportionalkonstante ein, dann folgt aus Pig. 2A die folgende Beziehung ι
1O --1C7In-V. (5)
wobei V^n die angelegte Steuerspannung und V^ den minimalen
Wert der Rechteckspannung bedeuten· Damit kann. Gleichung (2) wie folgt umgewandelt werden?
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0O -
Wie aus Gleichung (4) folgt, besteht zwischen dem Wert des .
äquivalent mit dem Resonanzkreis 1 parallel verbundenen Konden- ■ satoxBund der angelegten Steuerspannung Y^n eine lineare Beziehung. Diese Tatsache zeigt, daß innerhalb des kleinen Bereichs,
in dem üblicherweise gearbeitet wird, die Beziehung zwischen
der Oszillationsfrequenz fQ und der angelegten Spannung Vin
linear ist und daß die Steuercharakteristik gut ist. Bei dem
erwähnten Kreis bestehen verhältnismäßig wenig Auswirkungen auf die Variation der Eigenschaften infolge der Temperatur eines
Halbleiters, so daß der Betrieb als stabil bezeichnet werden kann.
Die oben gegebene Erläuterung gilt auch hinsichtlich des Effekts,
wenn keine Ap^litudenbegrenzungsschaltung 3 verwendet wird. In
diesem Pail wird ein sinusförmiges Signal, dessen Phasenwinkel
um 90° von der Oszillationsspannung verschieden ist, wie in Pig·
2B dargestellt, durch den angelegten Steuerspannungspegel V^n
begrenzt. Die weitere Arbeitsweise der Oszillatorschaltung ist die gleiche wie die oben erläuterte·
In Pig. 3 ist eine erfindungsgemäße Ausfuhrungsform dargestellt.
Eine Klemm· des Parallelresonanzkreises 1, der aus einer.
Induktivität L und einer Kapazität C besteht, ist mit dent Iw
Kollektor eines Transistors 6 verbunden, dessen Basis an Hasse liegt. Di· zweite Klemme des Resonanzkreises ist über einen
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BAD
Widerstand 21 an den positiven Pol +Vc einer Spannungequelle
angeschlossen und außerdem durch einen Parallelkreis, der eine
Zener-Diode 15 und einen Kondensator 16 enthält, mit Hasse verbunden. Der Emitter des Transistors 6 ist über einen Widerstand
17 an den negativen Pol -YQ der Spannungsquelle angeschlossen.
Der Kollektor des Transistors 6 ist über einen Kondensator 7
mit einem Ende eines Widerstands 8 verbunden, dessen anderes
Ende an Nasse liegt. Die Verbindungsstelle des Widerstände 8
und des Kondensators 7 i&t mit einer 1^ "g^ngf^l f * eines Operationsverstärkers 9 verbunden, dessen andere Έ
an Hasse liegt. Zwei Zener-Dioden 10 liegen zwischen der einen
Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 9. Die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 9 iet
durch einen Widerstand Bg ■*■* der -^ode einer Diode 4- verbunden. Außerdem ist eine Eingangsklemme 11 der angelegten Spannung durch einen Widerstand 18 mit der Basis eines Transistors
12 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand 19 am positiven Pol +Vß der Spannungsquelle liegt. Der Emitter des
Transistors 12 ist mit der Kathode der Diode 4 verbunden und liegt außerdem über einen Widerstand 20 am negativen Pol -Va
der Spannungsquelle· Die Verbindungsstelle .mischen dem Widerstand S2 und der Anode der Diode 4 ist über einen Widerstand
H^ mit der Verbindungsstelle des Emitters des Transistors 6
und des Widerstands 17 verbunden und ferner über einen Widerstand Ϊ3 und einen Kondensator 14 mit einem Hittelabgriff der
Indiktivität L des Seaonanskreises 1.
- β 009886/15Of
■ ■■ ; ■ ;;: ι '■ ■:■;:· .; :v;;: -^A ;
In Jig. 3 «teilt der Transistor 6 ein aktive* Element des ,
Oazillatorkrelses dar, und die Induktivität L und die Kapazität
C bilden den Resonanzkreis. Der Operationeveret&rker 9 und die ■
beiden Zener-Dioden 10 bilden eine Schaltung lua Formen der
Vellengestalt, d. h. sie iind die Ja^litudenbegrenzungsechaltuiig
3· Durch eine Gegenkopplungssehaltung wird die Eingangsimpedanz
der Begrenzungaachaltung sehr niedrig« die Phaee dee durch den
Kondeneator 7 fließenden Strome wird dann gegenüber der Oszillationaapannung de· Beeonanskreieee im' 90° verschoben. Die Steuer«
spannung T^ wird, nachdem sie die Baitterfolgeetufe des
Traneiatore 12 durchlaufen hat, an die Begrenzerdiode 4 angelegt·
Selbstverständlich kann die Steuerspannung auch direkt an die Begrenzerdiode M- angelegt werden, ohne vorher den Transistor 12
zu paseieren·
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungeform der Erfindung. In Pig·
4 let eine Verbindungsstelle zwischen dem Hesonanzkreis 1 und
dem Kollektor dee Transistors 6 durch einen 90°-Phasenschieber
' 2, der aus den Kondensatoren 22 und 24 und den Widerständen 23
und 25 besteht, mit der Basis eines Transistors 26 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand 27 an den positiven Pol
+Y0 der Spannungsquelle angeschlossen ist. Der Skitter des
Transistors 26 ist über einen Widerstand 28 an den negativen Pol - v*e der Spannungequelle angeschlossen, und der Ausgang der
QtLt t erfolge stuf e über einen Widerstand I2 räjit dcr Verbindungs- '
stelle eines Widerstands B^ und der Anode der Diode 4 verbunden.
Durch die in Fig. 4 dargestellte Schaltung kann der gleiche
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Effekt erzielt werden wie mit der in Fig. 3 dargestellten
Schaltung, ohne daß eine Begrenzungssohaltung 3 verwendet wird.
Im übrigen ist die Arbeitsweise der in Fig. 4- dargestellten
Oszillatorschaltung die gleiche wie bei der in !Fig. 3 dargestellten.
Wie aus der Beschreibung ersichtlich, macht es die Erfindung
möglich, einen Oszillator zu erhalten, dessen Oszillationsfrequenz stabil und in der gewünschten Weise von der angelegten
Spannung abhängig ist.
2 Ansprüche
4 Figuren
4 Figuren
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Claims (2)
1. jOszillatorschaltung zur Erzeugung einer von einer angelegten
Spannung abhängigen Oszillationsfrequenz, dadurch
^ gekennzeichnet, daS das Oszillationssignal
des Oszillators um 90° zeitverschoben ist, daß die Amplitude des verschobenen Signals durch die angelegte Spannung begrenzt
wird und ein zur begrenzten Spannung des verschobenen Signals proportionaler Strom dem Resonanzkreis des Oszillators
zugeführt wird, wodurch die Frequenz der Oszillatorschaltung gesteuert wird·
2. Oszillatorschaltung zur Erzeugung einer von einer angelegten
Spannung abhangigen Oszillationsfrequenz, dadurch
Ψ gekennzeichnet, daß das Oszillationssignal
der Oazillatorschaltung um 90° zeitverschoben wird, daß die Amplitude des verschobenen Signals begrenzt und in eine
Rechteckwelle umgewandelt wird, daß die Amplitude der Rechteckwelle
durch die angelegte Spannung gesteuert wird, und ein Strom, dessen Amplitude proportional zu der gesteuerten
Rechteckwelle ist, dem Resonanzkreis der Oszillatorschaltung zugeführt wird, wodurch die Frequenz der Oszillatorschaltung
gesteuert wird.
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Leerseite
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5530469 | 1969-07-11 | ||
JP5530469 | 1969-07-11 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2034714A1 true DE2034714A1 (de) | 1971-02-04 |
DE2034714B2 DE2034714B2 (de) | 1975-11-20 |
DE2034714C3 DE2034714C3 (de) | 1976-07-01 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2034714B2 (de) | 1975-11-20 |
GB1320403A (en) | 1973-06-13 |
NL7010281A (de) | 1971-01-13 |
US3641462A (en) | 1972-02-08 |
NL155140B (nl) | 1977-11-15 |
SE359417B (de) | 1973-08-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |