DE2039724B1

DE2039724B1 - Amplitudengeregelter Oszillator

Info

Publication number: DE2039724B1
Application number: DE19702039724D
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Thanhaeuser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-08-10
Filing date: 1970-08-10
Publication date: 1972-03-09
Also published as: SE368490B; DE2039695C3; CH527515A; DE2039695A1; FR2102161A1; NL7111015A; FR2102161B1; NL160444B; NL160444C; DE2039695B2

Description

sicit. μ¹ daß sich hei eier Re^cliini: dieser beiden Ί raiiMSioren durch den Gieichstromregeliransistor 9 sehr uiitc S\ mmetrieeigenschaltcn (geringer OH sei) ergeben. Zui' I'niersiützunti dieser SvmmctrieeigcnsehaUen sinci die beiden Transistoren 1 und 7 kolleklorseitii: über «ileich tzroße ohmsche Kollektorwiderstände 28 bzw. 29 an das mit Erde verbundene kollektorseitiuc \ ersorüiinusspannuniispoiential und basisseitig über gleich große ohmsche Basiswiderstände 12 bzw. 13 an den Abgriff eines ohmschen Spannungsteilers 10. II angeschlossen. Dieser Spannungsteiler besteh; aus den zwei ohmschen Widerstanden 10 und 1! und ist zwischen das den Emitter des Gleichstrom-Reueltransistors 9 speisende Gieichpcteniial und Erde eingeschaltet.

Da sämtliche Transistoren vom npn-Leitfähigkeitstyp sind, ist das mit Erde verbundene kollektorscitiue Versorgungsspannungspotential positi\. Das den Emitter des Gleiehstrom-Reiieltransistors 9 speisende negative Potential ist über einen längsgeschalteten Siebwiderstand, eine quergeschaltete Zenerdiode und einen quergeschalteten Siebkondensator stabilisiert und gesiebt.

Wegen der guten Symmetrieeigenschaften der integrierten Transistoren 1 und 7 und des über die Widerstände 10. 11. 12 und 13 erzeugten gemeinsamen Basispotentials ist der Emitiergleichstrom in beiden Transistoren 1. 7 gleich groß und betragt je die Hälfte des Kollektorgleichstromes des Gleiehstrom-Regeliransistors 9. Bezüglich des Wechselstromes sind die Emitier-ßasisstrecken des Schwing- und des Verstürkertransistors in Serie geschaltet, so da/3 sich wegen der gleich großen Emitterströme dieser Transistoren 1 und 7 eine Linearisierung und insbesondere eine Aufhebung der geradzahligen Harmonischen in den Emitterwechselströmen einstellt. Die Steilheit bzw. die Snannungsverstärkung des Schwingtransistors 1 ist dabei proportional dem durch den Gleichstrom-Regeltransistor 9 eingeprägten Gleichstrom. Wird dieser Gleichstrom einstellbar gemacht, so erhält man eine einfache Möglichkeit, die Amplitude der Schwincstufe klirrarm zu regeln.

Der dreistufige Trennverstärker erhält außer dem Verstärkertransistor 7 noch zwei weitere Stufen 14 und 17. Der Transistor 14 arbeitet in Emitterschaltung und ist basisseitig kapazitiv an den Kollektor des Verstärkertransistors 7 anückoppelt. Der Emitterwiderstand 26 des Transistors 14 ist zur Erzielung einer höheren Verstärkung für Wechselspannung durch ein nach Erde geführtes RC-Serienglied 15. 16 wechselstrommaßig überbrückt. An den Kollektor des Transistors 14 ist die Basis des in KoIIektor-Basis-Schaltung arbeitenden Endtransistors 17 angeschlossen, an dessen Emitter die Ausganusspannung über einen Entkopplungswiderstand 18 und einen mehl näher bezeichneten Ί rennkoncieiisalor an ilen Auskam: 27 abueueben wird.

Zur Regelspannungser/eimung ist die Basis ties üleichrichiendcn "I ransistors 20 über den Kondensaö tor 19 an den Emitter des Endtransistors 17 angekoppelt. Eine unerwünschte Aufladung des Kondensators 19 durch den Basisrichtstrom des Transistors 20 wird durch die Diode 21 zwischen Basis und Emitter des Transistors 20 verhindert. Hierbei liegen

ίο der Emitter des Transistors 20 und die Diode 21 an dem stabilisierten Minuspotential der Versorgungsspannung. Ebenfalls an das stabilisierte Minuspotential sind die Emitterwiderstände der Transistoren 14 und 17 sowie der Emitter des Gleichstrom-Rege·- transistors 9 geführt. Die Basis des Gleichstrom-Regeltransistors 9 ist galvanisch über den Widerstand 25 an den Kollektor des gleichrichtenden Transistors 20 angeschlossen. Ein ohmscher Widerstand 22 lieg; zwischen Erde und der Basis des Transistors 9. so daß über diesen Widerstand 22 und den in Serie liegenden Widerstand 25 Pluspotential an den Kollektor des gleichrichtenden Transistors 20 gelangt. Die Kondensatoren 23 und 24. die den Kollektor des Transistors 20 und die Basis des Transistors 9 jeweils mit dem stabilisierten Minuspotential verbinden, bewirken zusammen mit dem ohmschen Widerstand 25 eine Siebung der Regelspannung von Hochfrequenzresten.

Überschreitet die Wechselspannungsamplitude am Emitter des Endtransistors 17 den Wert der Schvveilenspannung der Emitter-Basis-Diode des gleichrichtenden Transistors 20. so wird dieser leitend und reduziert somit den über den Widerstand 22 zugeführten Basisstrom des Gleichstrom-Regeltransistor. 9.

Der Kollektorstrom des eine gesteuerte Gleichstromquelle darstellenden Gleichstrom-Regeltransistors 9 sinkt dabei so weit ab. bis die zum stationären Betrieb erforderliche Verstärkung des Sehvvingtransistors 1 erreicht ist. Die Regelverstärkung ist hierbei wegen der Verstärkung der Regelabweichung dureli die Transistoren 20 und 9 vergleichsweise hoch.

Der gestrichelt umrandete Teil der Schaltungsanordnung ist für den Einbau in einen Thermostaten vorgesehen. Da sich der gleichrichtende Transistor 20 ebenfalls innerhalb des Thermostaten befindet, bleibt die Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung der Emitter-Basis-Diode dieses Transistors wirkungslos, so daß diese Schwellenspannung eine konstante Führungsgröße für die Regelschaltung darstellt.

Wie bereits erwähnt, sind der Schwingtransistor 1 und der Verstärkertransistor 7 jeweils Teil eines Differentialverstärker-Schaltkreises eines integrierten Universalschaltkreises. Aber auch die übrigen HaIbleiterelement sind szrößtenteils durch denselben Universalschaltkreis realisierbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen

BAD ΟΠΙΟ'NAL.

Claims

1 2 Die Erfindung betrifft einen amplitudengeregelten Patentansprüche: Oszillator, vorzugsweise Hochfrequenzoszillator, mit einem Schwing-Transistor, zwischen dessen Kollektor

1. Amplitudengeregelter Oszillator, Vorzugs- und Basis ein Rückkopplungsnetzwerk eingeschaltet weise Hochfrequenzoszillator, mit einem 5 ist.

Schwing-Transistor, zwischen dessen Kollektor Aufgabe der Erfindung ist es, einen Transistoros- und Basis ein Rückkopplungsnetzwerk einge- zillator, vorzugsweise Hochfrequenzoszillator anzuschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, geben, der sich möglichst weitgehend in integrierter daß an den Emitter des Schwing-Transistors (1) Schaltungstechnik, insbesondere unter Verwendung der Emitter eines Verstärker-Transistors (7) und io von handelsüblichen Universalschaltkreisen mit z. B. der Kollektor eines Gleichstrom-Regeltransistors zwei emittergekoppelten und einer Reihe weiterer (9) galvanisch angeschlossen sind. einzelbestückbarer Transistoren realisieren läßt.

2. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch ge- Ausgehend von einem Oszillator mit einem kennzeichnet, daß das Rückkopplungsnetzwerk Schwingtransistor, zwischen dessen Kollektor und einen zwischen den Kollektor und die Basis des 15 Basis ein Rückkopplungsnetzwerk eingeschaltet ist, Schwing-Transistors (1) eingeschalteten Schwing- wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, quarz (2) und zwei einseitig mit Wechselstrom- daß an dem Emitter des Schwingtransistors der Nullpotential verbundene Kapazitäten (5, 6) ent- Emitter eines Verstärker-Transistors und der Kollekhält, von denen die eine Kapazität (5) an die Ba- tor eines Gleichstrom-Regeltransistors galvanisch ansis und die andere Kapazität (6) an den Kollektor 20 geschlossen sind.

des Schwing-Transistors (1) angeschlossen ist. Hierdurch wird eine einfache Möglichkeit zur klirr-

3. Oszillator nach Anspruch 2, dadurch ge- armen Amplitudenregelung der Schwingstufe eröffkennzeichnet, daß dem Schwingquarz (2) eine net, so daß eine quasilineare Betriebsweise erzielbar Λ vorzugsweise einstellbare Ziehkapazität (3, 4) in ist und abgesehen von den frequenzbestimmenden Serie geschaltet ist. 25 Elementen sich weitere selektive Mittel zur Erzielung

4. Oszillator nach einem der vorhergegangenen eines sinusförmigen Ausgangssignals erübrigen. Wei-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein terhin sind bezüglich des Wechselstromes die Emitohmscher Spannungsteiler (10, 11) zwischen das ter-Basis-Strecken des Schwing- und des Verstärkerden Emitter des Gleichstromregeltransistors (9) transistors in Serie geschaltet, so daß sich wegen der speisenden Gleichpotential und das den Kollektor 30 gleich großen Emitterströme dieser beiden Transistodes Verstärker-Transistors (1) speisenden Gleich- ren eine Linearisierung und insbesondere eine Aufpotential eingeschaltet ist und der Abgriff des hebung der geradzahligen Harmonischen in den ohmschen Spannungsteilers (10, 11) über je einen Emitterwechselströmen einstellt.

ohmschen Basiswiderstand mit der Basis des Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung

Schwing-Transistor (1) und der Basis des Ver- 35 werden nachstehend an Hand eines in der Zeichnung stärker-Transistors (7) verbunden ist. dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

5. Oszillator nach Anspruch 4, dadurch ge- Die Zeichnung zeigt einen quarzgesteuerten Oszilkennzeichnet, daß die beiden Basiswiderstände lator mit dem Schwingtransistor 1, einem dreistufigen (12 und 13) gleich groß bemessen sind. Trennverstärker mit den Transistoren 7, 14 und 17

6. Oszillator nach einem der vorhergehenden 4° sowie zwei der Regelung dienenden Transistoren 9 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ba- und 20.

sis des Verstärker-Transistors (7) mittels eines Die Schwingstufe mit dem Transistor 1 arbeitet in

Kondensators (8) mit Wechselstrom-Nullpoten- kapazitiver Dreipunktschaltung mit einer zwischen

tial verbunden ist. den Kollektor und der Basis des Schwingtransistors 1 m

7. Oszillator nach einem der vorhergehenden 45 eingeschalteten Serienschaltung des Schwingquar- W Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zes 2 und einer Ziehkapazität, welche als eine Paral-Gleichstrom-Regeltransistor (9) aus einem vom lelschaltung eines Festkondensators 3 und eines verstärkten Ausgangssignal des Oszillators abge- Trimmers 4 zusammengesetzt ist. Außerdem enthält leiteten Gleichsignal gesteuert ist. das Rückkopplungsnetzwerk zwei einseitig mit Erde

8. Oszillator nach Anspruch 7, dadurch ge- 50 verbundene Kapazitäten, von denen die eine Kapazikennzeichnet, daß das verstärkte Ausgangssignal tat 5 an die Basis und die andere Kapazität 6 an den durch eine Transistorstufe (17) in Kollektorbasis- Kollektor des Schwingtransistors 1 angeschlossen ist. Schaltung erregt ist. Die Serienschaltung des Quarzes 2 und der Ziehka-

9. Oszillator nach Anspruch 7 oder 8, dadurch pazität 3, 4 wirkt hierbei als eine induktive Reaktanz, gekennzeichnet, daß der Gleichstrom-Regeltran- 55 die zusammen mit den Kapazitäten 5 und 6 einen sistor (9) galvanisch durch einen das verstärkte Resonanzkreis bildet.

Ausgangssignal des Oszillators gleichrichtenden Zur Auskopplung der Oszillatorspannung dient

Transistor (20) gesteuert ist. der Verstärkertransistor 7 in Basisschaltung, dessen

10. Oszillator nach einem der vorhergehenden Basis mittels eines Kondensators 8 mit Erde verbun-Ansprüche, gekennzeichnet durch Einbau in 60 den ist und somit hochfrequenzmäßig auf Nullpoteneinen Thermostaten. tial liegt. Die beiden Emitter des Schwingtransi-

11. Oszillator nach Anspruch 9 und 10, da- stors 1 und des Verstärkertransistors 7 sind miteinandurch gekennzeichnet, daß der gleichrichtende der verbunden und an den Kollektor des Gleich-Transistor (20) ebenfalls innerhalb des Thermo- Stromregeltransistors 9 angeschlossen, welcher als staten untergebracht ist. 65 eine regelbare Stromquelle geschaltet ist.

Der Schwingtransistor 1 und der Verstärkertransistor? sind durch den Differentialverstärker-Schaltkreis eines integrierten Universalschaltkreises reali-