DE2242014C2 - Transistor oscillator - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Transistoroszillator mit einem Schwingkreis, dessen Spule induktiv mit einer Rückkopplungsspule verbunden ist, die mit ihrem einen Ende an den Basisanscliluß des Transistors angeschlossen und mit ihrem anderen Ende über einen Widerstand mit einem Pol einer Beiricbsspannungsquellc und über einen Sicbkondcnsator mit dem Emitteranschluß des Transistors in Verbindung steht.The invention relates to a transistor oscillator with a resonant circuit, the coil of which is inductive with a feedback coil is connected, one end of which is connected to the base connection of the transistor connected and at its other end via a resistor with one pole of a Beiricbsspannungsquellc and is connected to the emitter connection of the transistor via a Sicbkondcnsator.
Bei einem derartigen Transistoroszillator (»Taschenbuch Elektrotechnik«. Band 3, 1%9. Seite 596) erlolgt eine Amplitudenbegrenzung vorwiegend durch den nichtlinearen Eingangswiderstand, was insofern nachteilig ist, als eine starke Abhängigkeit der Amplitude von den Transistorparametern vorhanden ist.With such a transistor oscillator ("Taschenbuch Elektrotechnik". Volume 3, 1% 9. Page 596) an amplitude limitation mainly due to the non-linear input resistance, which is disadvantageous in this respect when there is a strong dependence of the amplitude on the transistor parameters.
Es ist ferner bekannt, bei einem Oszillator mit Schwingkreis eine Amplitudenstabilisierung dadurch zu erreichen, daß dem Schwingkreis ein temperaturabhängiges Wirkleilwcrt (Heißleiter, Thermistor) parallel oder ein temperaturabhängige!' Wirkwiderstand (Kaltleiter, Glühlampe) in Reihe geschaltet wird (Meinke/ Gundliich), »Taschenbuch der I lochfrcquenztechnik«. 1956. Seilen 9o7 bis 970). Bei dieser Amplitudenstabilisierung treten keine Oberwellen auf, jedoch erfolgt auf Grund der thermischen Trägheit der Heiß- oder Kaltleiter eine Regelung nur zeitverzögert. Ferner verursacht der Heiß- bzw. Kaltleiter einen zusätzlichen Leistungs verbrauch.It is also known to provide amplitude stabilization in an oscillator with a resonant circuit achieve that the oscillating circuit has a temperature-dependent active component (NTC thermistor) in parallel or a temperature-dependent one! ' Resistance (PTC thermistor, incandescent lamp) is connected in series (Meinke / Gundliich), "Pocket book on I hole frequency technology". 1956. Ropes 9o7 to 970). With this amplitude stabilization there are no harmonics, but due to the thermal inertia, the hot or PTC thermistor control only with a time delay. Furthermore, the hot conductor or PTC thermistor causes an additional one Power consumption.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabenstellung zugrunde, einen Transistoroszillator zu schaffen, dessen Amplitude sehr konstant gehallen werden kann und der dabei einen möglichst geringen Eigenverbrauch aufweist. Diese Forderungen müssen von einem Transistoros/.iliator insbesondere dann erfüllt werden, wenn er beispielsweise für die Speisung von induktiven oder kapazitiven Weggebern in Druck- oder Drehwinkelmeßumformern in de: sogenannten Zwei-Leitertechnik eingesetzt werden soll.The invention is therefore based on the object of providing a transistor oscillator whose Amplitude can be reverberated very constant and has the lowest possible internal consumption. These demands must be made by a transistoros / .iliator in particular are met when it is, for example, for the supply of inductive or capacitive displacement transducers in pressure or rotation angle transducers in de: so-called two-wire technology should be used.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Transistoroszillator der eingangs beschriebenen Art geeignet, bei dem erfindungsgemäß dem Siebkondensator eine Schalteinrichtung parallel geschaltet ist, die von einer mit der Spule des Schwingkreises und der Rückkopplungsspule induktiv gekoppelten Sieuerspule über eine Begrenzeranordnung gesteuert ist. Die Schalteinrichtung mit der Begrenzeranordnung und der Steuerspule tritt gewissermaßen an die Stelle eines sonst benötigten Ableitwiiierstands, der üblicherweise zur Arbeitspunkieinstellung vorgesehen ist, so daß ein zusätzlicher Leistungsbedarf durch die Schalteinrichtung mit der Begrenzeranordnung nicht entsteht.To solve this problem, a transistor oscillator of the type described is suitable in which according to the invention the filter capacitor a switching device is connected in parallel, which of one with the Coil of the resonant circuit and the feedback coil inductively coupled control coil via a limiter arrangement is controlled. The switching device with the limiter arrangement and the control coil occurs to a certain extent instead of an otherwise required discharge resistance, which is usually used for setting the working point is provided so that an additional power requirement by the switching device with the Limiter arrangement does not arise.
Es ist /war bereits eine Amplitudcnstabilisierungsschalti.ng für eine Ί ransistorschaltung bekannt (DE-OS Ib 73 /54), bei der einem Siebkondensator eine Schalteini ichlung parallel geschaltet ist. die von einer mit zwei weiteren Spulen der rransistorschaltiing induktiv gekoppelten Steuerspule steuerbar ist, jedoch handelt es sich dabei um einen Gangordnerschwinger für I Ihren.It is / was already an amplitude stabilization circuit known for a Ί transistor circuit (DE-OS Ib 73/54), in which a filter capacitor a Schalteini is connected in parallel. the one with two other coils of the transistor circuit inductive coupled control coil is controllable, but it is an aisle folder oscillator for your.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn bei dem erfindungsgemäßen Transistoroszillator die Schalteinrichtung einen Transistor enthält, der mit seinem Kollektoranschluß an das mit der Rückkopplungsspule verbundene Anschlußende des Siebkondensators und mit seinem Emitteranschluß über einen Entladiingswidersiand an das andere Anschlußende des Sicbkondunsators angeschlossen ist. Der Vorteil einer derartigen Ausbildung des erfindungsgemäßen Transistoroszillator ist vor allem darin zu sehen, daß sich bei Verwendung eines Transistors als Schalteinrichtung die Amplitudenstabilisierung schaltungstechnisch auf einfachste Weise und hinsichtlich des Leistur.gsverbrauchs optimal durchfuhren läßt. Selbstverständlich kann die Schalteinrichtung des crfindungsgemälJcn Transistor« >s-/ilUilors auch auf andere Weise als durch einen I i'.insistor dargestellt werden, wenn aul die angegebenen Vorteile im Hinblick auf spezielle Einsat/möglichkeiien nicht so großer Wen gelegt wird.It is considered to be particularly advantageous if at the transistor oscillator according to the invention, the switching device contains a transistor with his Collector connection to the connection end of the filter capacitor connected to the feedback coil and with its emitter connection via a discharge resistor is connected to the other terminal end of the Sicbkondunsators. The advantage of such Formation of the transistor oscillator according to the invention can be seen above all in the fact that when using a transistor as a switching device, the Amplitude stabilization circuitry in the simplest way and with regard to power consumption can be carried out optimally. Of course, the switching device of the transistor according to the invention can > s- / ilUilors also in other ways than through one I i'.insistor are shown if aul the specified Advantages with regard to special uses / opportunities not so great whom is laid.
Vorieilhalt erscheint es lerner, wenn die Begrenzeranordnung aus einer Diode in Reihe mit einer Zenerdiotle besieht. AiIi1Ii hier kann eine andere Ausbildung der Begrenzeranordnimg vorgenommen werden, wenn spezielle Erfordernisse dies angeraten erscheinen lassen. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, an Stelle dieser Reihenschaltung einen an seiner Basis offenen Transistor einzusetzen.It appears to be a precaution if the limiter arrangement consists of a diode in series with a Zener diode. AiIi 1 Ii here a different design of the limiter arrangement can be made if special requirements make this advisable. For example, it can be advantageous to use a transistor that is open at its base instead of this series connection.
Der die Schalteinrichtung bildende Transistor ist mit seiner Basis-Emitter-Strecke voiieiihaflerweise über die Begrenzeranordnung an die Steiierspule angesehlossen. The base-emitter path of the transistor forming the switching device is probably over the limiter assembly attached to the Steiierspule.
Die induktive Kopplung der Spule des Schwingkreises, der Rückkopplungsspule und der Sieuerspule miteinander kann auf unterschiedliche Weise erfolgen,The inductive coupling of the resonant circuit coil, the feedback coil and the control coil with each other can be done in different ways,
jedoch erscheint es vorteilhaft, diese Kopplung dadurch zu erreichen, daß alle drei Spulen auf einem gemeinsamen Eisenkern aufgebracht sind, wobei die Rüekkopplungsspuli und die Steuerspule gegensinnig gepolt sind.however, it appears advantageous to achieve this coupling by having all three coils on one common iron core are applied, the feedback coil and the control coil in opposite directions are polarized.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transistoroszillators wiedergegeben: in der F i g. 2 sind Diagramme zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach F i g. 1 dargestellt.To explain the invention, FIG. 1 a Exemplary embodiment of a transistor oscillator according to the invention is shown in FIG. 2 are Diagrams for a more detailed explanation of the mode of operation of the exemplary embodiment according to FIG. 1 shown.
Der in Jer Fig. 1 dargestellte Transistoroszillator nach der Erfindung enthält einen Transistor Tl, in dessen Kollektorkreis ein Schwingkreis SK angeordnet ist. Der Schwingkreis SK besteht aus einem Kondensator Ci und aus einer Spule Si, die parallel zueinander angeordnet sind. Der Schwingkreis SK ist an einen Pol PX einer Betriebsspannungsquelle angeschlossen, deren anderer Poi P2 über einen Widerstand ft I mit dem Emitteranschluß des Transistors Ti verbunden ist. Im Basiskreis des Transistors Tl ist eine Rückkopplungsspule 52 angeordnet, die gemeinsam rr't der Spule Si auf einem einzigen Eisenkern aufgebracht ist. Das nicht mit dem Basisanschluß des Transistors Ti verbundene Ende der Spule S2 ist über einen Widerstand R 2 mit dem Pol P i der Betriebsspanr.ungsquelle und andererseits über einen Siebkondensator C2 mit dem anderen Pol /'2 der Betriebsspannungsquclle bzw. über den Widerstand R i mit dem Emiueran.schluß des Transistors Ti verbunden.The illustrated in Jer Fig. 1 transistor oscillator according to the invention contains a transistor Tl, in the collector circuit of which an oscillating circuit SK is arranged. The resonant circuit SK consists of a capacitor Ci and a coil Si, which are arranged parallel to one another. The resonant circuit SK is connected to a pole PX of an operating voltage source, the other Poi P2 of which is connected to the emitter connection of the transistor Ti via a resistor ft I. In the base circuit of the transistor Tl a feedback coil 52 is arranged, which is applied together with the coil Si on a single iron core. The end of the coil S2 not connected to the base connection of the transistor Ti is connected to the pole P i of the operating voltage source via a resistor R 2 and, on the other hand, via a filter capacitor C2 to the other pole / '2 of the operating voltage source or via the resistor R i connected to the Emiueran.schluss of the transistor Ti .
An die Anschlußenden des Siebkondensators C2 ist außerdem eine Schalteinrichtung SE angeschlossen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Transistor 72 gebildet ist. Der Transistor T2 ist mit seinem Kollcktoranschluß an den mit der Rückkoppliingsspulc S2 verbundenen Anschluß des Siebkondensators C2 angeschlossen, während der Emitteranschluß des Transistors T2 über einen Gcgenkopplungswidcrstand R 3 mit dem anderen Anschlußende des Sicbkondcnsators C2 in Verbindung steht. An die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 7~2 ist über eine Diode D in Reihe mit einer Zenerdiode Z eine Stcucrspule 53 angeschlossen, die auf demselben Eisenkern wie die Spule 51 und die Rückkoppliingsspule S2 angeordnet ist.A switching device SE , which is formed by a transistor 72 in the exemplary embodiment shown, is also connected to the connection ends of the filter capacitor C2. The transistor T2 is connected with its Kollcktoranschluß to the connected to the terminal of the filter capacitor C2 Rückkoppliingsspulc S2, while the emitter terminal of the transistor T2 via a Gcgenkopplungswidcrstand R 3 to the other terminal end of the Sicbkondcnsators C2 in combination. A Stcucrspule 53 is connected to the base-emitter path of the transistor 7-2 via a diode D in series with a Zener diode Z , which is arranged on the same iron core as the coil 51 and the feedback coil S2.
Eine Amplitudenstabilisierung wird bei dem erfindungsgemäßcn Transistoroszillator auf folgende Weise erreicht:An amplitude stabilization is used in the case of the invention Transistor oscillator achieved in the following way:
Nach dem Anlegen der Betriebsspannung ;>n die Pole /' 1 und P2 wird über den hochohmigen Widerstand R 2 zunächst der Kondensator C2 aufgeladen. Überschreitet die Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 7"! einen bestimmten Wert, dann schwingt der Transistor Tl an. An der Stcuerspule 53 tritt eine Wechselspannung auf, die bei Erreichen eines der Summe der Schwcllspannungen der Zenerdiode Z, der Diode D und der Basis-Diodcnstrecke de;, Transistors 7~2 entsprechenden Werts kurzzeitig den Transistor 7"2 ölfncl. Dei Transistor T2 entlädt dann den Siebkondensator C'2 teilweise, wie dies aus dem Diagramm α in der Fig. 2 erkennbar ist. v^oder Verlauf der Spannung Uc? am Siebkondcnsaior C'2 in Abhängigkeit von der Zeil aufgeirügen ist. Die Entladung des Siebkondensators C'2 erfolgt dosiert durch den Gegenkopplungswiderstund R 3 so weit, bis sich ein Gleichgewichtszustand in der Schwinganiplitude einstellt. Die Steuerspule 53 ist gegensinnig zur Rückkopplungsspule 52 gepolt, damit die Spannung ίΛ_· am Siebkondensator C 2 den Kollekiorstrom des Transistors 7~1 nicht nachteilig beeinflussen kann. Dadurch ist es möglich, die Siebzeitkonstante R 2 ■ C 2 kleiner /u wählen, als es sonst erforderlich wäre. Dies hai den Vorteil, daß sich Lasländerungen auch bei tiefen Resonanzfrequenzen schnell ausregeln lassen.After the operating voltage has been applied;> n the poles / '1 and P2 , the capacitor C2 is first charged via the high-resistance resistor R 2. If the voltage between the base and the emitter of the transistor 7 "! Exceeds a certain value, the transistor Tl starts to oscillate. An alternating voltage occurs at the control coil 53, which when one of the sum of the surge voltages of the Zener diode Z, the diode D and of the base diode path de ;, transistor 7 ~ 2 corresponding value for a short time the transistor 7 "2 ölncl. The transistor T2 then partially discharges the filter capacitor C'2 , as can be seen from the diagram α in FIG. v ^ or course of the voltage Uc? is opened at the sieve condenser C'2 as a function of the cell. The filter capacitor C'2 is discharged in a metered manner through the negative feedback resistor R 3 until a state of equilibrium is established in the oscillation amplitude. The control coil 53 is polarized in the opposite direction to the feedback coil 52, so that the voltage ίΛ_ · on the filter capacitor C 2 cannot adversely affect the collector current of the transistor 7 ~ 1. This makes it possible to select the sieving time constant R 2 ■ C 2 smaller / u than would otherwise be necessary. This has the advantage that laser changes can be quickly corrected even at low resonance frequencies.
Da an der Basis des Transistors 7"1 eine Spannung liegt, die der Summe aus der Spannung Us: an der Rückkopplur.gsspule 52 und der über den Tidii-istor 7 2 gesteuerten Spannung U1 2 am Siebkondensator C 2 entspricht, ergibt sich infolge der Basis-Diodenschwelle eine StromfluBwinkelsieueriing des Kolleklorstronis. Die obere Regelgrer.ze ist envcht. wenn der Siromfluiiwinkel gerade 360' beträgt, und die untere Regelgrenze ist dadurch gegeben, daß die in der Kurve ,7 der I- i g. 2 eingezeichnete Spann mg Umm der Spannung I , . die Nullinie berührt. Der zeitliche Verlaul der Spannung Ü( 2 an der Rückkopplungsspule 52 ist in dem Diagramm feder F i g. 2 wiedergegeben.Since there is a voltage at the base of the transistor 7 "1 which corresponds to the sum of the voltage Us: at the feedback coil 52 and the voltage U 1 2 at the filter capacitor C 2 controlled via the Tidii-istor 7 2, this results in The upper control limit is appropriate if the control limit is just 360 ', and the lower control limit is given by the range mg shown in curve 7 of Fig. 2 U mm of the voltage I ,. Touches the zero line. The time lag of the voltage U ( 2 at the feedback coil 52 is shown in the diagram feder Fig. 2.
Ferner ist in dem D'agramm c der I i g. 2 der Verlaul der Spannung Um am Widersland R I im Emiuerkreis des Transistors 7~1 dargestellt, der sich aal (jiui.J de Steuerung des Transistors 7"l ergibt. Indem Diagramm c/der Fig. 2 ist der Verlaul der Wechselspannung I \ 1 an der Steuerspule 53 wiedergegeben; diese Spannung Us 1 stellt die stabilisierte Ausgangsspannuug des Transistoroszillator» dar. Schließlich ist im Diagramm c der Verlaul der Spannung LJk i am Gegenkopplungswiderstand R 3 wiedergegeben, um zu veranschaulichen, daß immer dann ein Strom durch den Gcgenkopplungswiderstand R 3 fließt, wenn der .Siebkondensator C 2 entladen wird bzw. wenn die Spannung ί ■', , eine abfallende Tendenz hat. Furthermore, the I i g is in the diagram c. 2 Verlaul the voltage Um displayed on the opponent country R I in Emiuerkreis of the transistor 7 ~ 1, the "results aal (jiui.J de control of the transistor 7 l. By diagram c / Fig. 2 is the Verlaul the AC voltage I \ 1 reproduced on the control coil 53; this voltage Us 1 represents the stabilized output voltage of the transistor oscillator. Finally, diagram c shows the development of the voltage LJk i at the negative feedback resistor R 3 in order to illustrate that a current through the negative feedback resistor R 3 flows when the .Siebkondensator C 2 is discharged or when the voltage ί ■ ',, has a falling tendency.
Die Steuerspule 5 3 wird durch die thermisch abgeglichene Begrenzeranordnung mit der Zcnerdiode Z, der Diode D und der Diodenstrecke des Transistors T2, welche die Funktion einer Refercnzspannungsqiiel-Ie übernimmt, praktisch nicht belastet, da nur im Scheitelpunkt der Spannung L\ 1 kut/zeitig ein Strom in der Größe von μΑ fließt.The control coil 5 3 is practically not loaded by the thermally balanced limiter arrangement with the Zcner diode Z, the diode D and the diode path of the transistor T2, which takes on the function of a reference voltage source, since only at the apex of the voltage L \ 1 kut / early a current of the size of μΑ flows.
Mit der Erfindung wird ein Transistoroszillator mit Schwingkreis vorgeschlagen, der sich durch eine sehr konstante Amplitude und einen geringen Eigenverbrauch auszeichnet.With the invention, a transistor oscillator is proposed with a resonant circuit, which is characterized by a very constant amplitude and low internal consumption.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2242014A DE2242014C2 (en) | 1972-08-23 | 1972-08-23 | Transistor oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2242014A DE2242014C2 (en) | 1972-08-23 | 1972-08-23 | Transistor oscillator |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2242014B1 DE2242014B1 (en) | 1973-08-30 |
| DE2242014A1 DE2242014A1 (en) | 1973-08-30 |
| DE2242014C2 true DE2242014C2 (en) | 1981-04-09 |
Family
ID=5854603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2242014A Expired DE2242014C2 (en) | 1972-08-23 | 1972-08-23 | Transistor oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2242014C2 (en) |
-
1972
- 1972-08-23 DE DE2242014A patent/DE2242014C2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2242014B1 (en) | 1973-08-30 |
| DE2242014A1 (en) | 1973-08-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |