DE2303349C3 - Spannungsgesteuerter Oszillator - Google Patents

Description

e_R — e_c erzeugt. Hierbei kann an Stelle von e_L das Signal e_L' und anstatt e_c das Signal e_c' verwendet werden. Die Verwendung von e_L und e_c wird im folgenden noch beschrieben. Eines der beiden so erzeugten Signale eilt gegenüber der am Widerstand R abgegriffenen Ausgangsspannunp e_R um den Phasenwinkel θ voraus, während das andere Signal um den Phasenwinkel θ nacheilt.

Darauf werden die beidea Signale einem Addierer 9 zugeführt und in diesem gemäß folgender Gleichung addiert:

p(e_R + e_L) + q(e_R - e_L) = E,

worin E das Ausgangssigna] des Addierers 9 und ρ und q variable Koeffizienten entsprechend der Gleichung: p+q=\ (const.) sind. Die Größe von ρ und q karjj durch eine Steuerspannung V_c variiert werden.

Darauf wird das Ausgangssignal des Addierers 9 zum Verstärker 6 zurückgeführt. Dabei erfolgt, wenn das Ausgangssignal e_R in Phase riegt, eine positive Rückkopplung, so daß die Schwingungsfrequenz gleich der natürlichen oder spezifischen Schwingungsfrequenz des Resonanzschwingkreises 7 ist. Bei einer Phasendifferenz zwischen dem Ausgangssignal des Addierers 9 und dem Signal e_R unterscheidet sich die Schwingungsfrequenz um einen gewissen Betrag von der natürlichen Schwingungsfrequenz des Resonanzschwingkreises, und zwar entsprechend der Frequenzcharakteristik und der Phasencharakteristik des Resonanzschwingkreises 7. Bei dem so aufgebauten Oszillator kann die Phase des Ausgangssignals E des Addierers 9 in einem bestimmten Bereich durch die Steuerspannung C_c geändert werden, so daß sich ein spannungsgesteuerter Oszillator ergibt.

Der Resonanzschwingkreis 7 kann durch eine Schaltung mit unterschiedlichen Frequenz- und Phasencharakteristiken ersetzt werden. Beispielsweise können eine die Schwingungsfrequenz bestimmende Schaltung, wie ein Primärfilter oder ein ÄC-Oszillator verwendet werden. Bei Verwendung des Primärfilters muß der Addierer 9 nichtlinear arbeiten.

ίο F i g. 5 zeigt die Einzelheiten eines Oszillators. Die Hauptbestandteile der Schaltung sind gemäß F i g. 2 in einzelne Blöcke zusammengefaßt und mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet. Der Resonanzschwingkreis 7 besteht aus der Reihenschaltung eines Kondensators C, einer Spule L und eines Widerstandes R_b. Das Signal e_L wird dem Addierer 8 über eine Ausgangsleitung 10 und das Signal e_R über eine Ausgangsleitung 11 zugeführt. Ferner ist eine Klemme des Widerstands R_%, die über eine Zener-

diode an Masse liegt, über eine Leitung 14 mit einem Widerstand an den Addierer 8 aageschlossen. Die beiden Addierer bestehen im wesentlichen aus mehreren zu Differenzverstärkern geschalteten Transistoren. Die Emitter zweier Transistoren des Addie-

*5 rers 8 sind jeweils über einen weiteren Transistor und je einen Widerstand an Masse geführt. Der Addierer 8 ist mit dem spannungsgesteuerten Addierer 9 über zwei Leitungen 12 und 13 verbunden.
Den Klemmen V_x und K₂ der Schaltung wird je

eine konstante Spannung zugeführt, während den beiden mit V_c bezeichneten Klemmen des spannungsgesteuerten Addierers die Steuerspannung zugeführt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

gekoppelte Ausgangssignal des Phasenschiebers unPatentansprüche: abhängig von der Frequenz um etwa 90° verschoben. Dieses Signal wird durch den Verstärker verstärkt

1. Spannungsgesteuerter Oszillator mit einem und der Phasenumkehrschaltung zugeführt, die dem Verstärker, einer an den Verstärker angeschlos- 5 zweiten Phasenschieber ein Signal und ein hierzu um senen Phasenschieberschaltung zur Erzeugung 180° phasenverschobenes zweites Signal zuführt Bei zweier gegeneinander phasen verschobener Signale, dieser bekannten Schaltung sind ebenfalls zahlreiche einer an die Phasenschieberschaltung angeschlos- Schaltungselemente notwendig, die in einer integriersenen, die beiden Signale vektoriell addierenden ten Schaltung nicht realisierbar sind. Addierschaltung, bestehend aus zwei Addierern, io Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen von denen der eine spannungsgesteuert ist, und spannungsgesteuerten Oszillator zu schaffen, der mit einem Resonanzschwingkreis in dem geschlos- möglichst wenige nicht integrierbare Bauteile enthält senen Oszillatorkreis, dadurch gekenn- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

zeichnet, daß die Addierschaltuni: (9^ zwi- vom Patentanspruch 1 erfaßten Maßnahmen gelöst sehen den zugleich als Phasenschieber wirkenden 15 Die Frequenz des erfindungsgemäßen spannungs-Resonanzschwingkreis (T) und den Verstärker (6) gesteuerten Oszillators ist durch eine Steuerspannung geschaltet ist veränderbar. Der erfindungsgemäße spannungsge-

2. Spannungsgesteuerter Oszillator nach An- steuerte Oszillator enthält keine Phasenschieber aus spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reso- Spulen, Kondensatoren und Widerständen usw. wie nanzschwingkreis (T) eine Reihenschaltung aus 20 der aus der DT-OS 21 31159 bekannte. Sein ent- e'mem Kondensator (C), einer Spule (Z.) und einem sprechender Abschnitt besteht lediglich aus einer Widerstand (R) enthält und daß eines der beiden Spule, einem Kondensator und einem Widerstand. Er Ausgangssignale (έ^) am Widerstand und das an- kann somit sehr leicht in integrierte Schaltungen eindere (e_L) am Kondensator oder an der Spule ab- gefügt werden, da die Anzahl der außerhalb anzugreifbar ist. as bringenden Bauteile und darüber hinaus die Frequenzfehler extrem gering sind.

Eine bevorzugte Ausgestaltung da Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruchs 2.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Aus-

30 führungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 2 ein Blockschaltbild mit dem grundsätzlichen Aufbau des Oszillators,

Die Erfindung bezieht sich auf einen spannungsge- Fig.

3 A und 3B Vektordiagramme zur Erläute-

steuerten Oszillator der im Oberbegriff des Patent- 35 rung des Prinzips der Phasensteuerung, anspruchs 1 beschiebenen, aus der DT-OS 2131 159 Fig. 4A₁ 4B, 4C und 4D Schaltbilder je einer

bekannten Art. Resonanzschaltung und

F i g. 1 der Zeichnung zeigt den bekannten span- F i g. 5 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels

nungsgesteuerten Oszillator. Bei diesem bekannten des Oszillators.

Oszillator wird ein Ausgangssignal ά eines Verstär- 40 Gemäß F i g. 2 wird das Ausgangssignal eines Verkers 1 über zwei Phasenschieber 2 und 3 geführt. stärkers 6 einem Resonanzschwingkreis 7 zugeführt. Hierdurch werden zwei Signaleb und c erzeugt. Das Gemäß Fig. 4A bis 4D besteht der Resonanz-Signal b eilt um den Phasenwinkel θ_χ vor und das schwingkreis 7 aus einem Widerstand R, einer Signal c eilt um den Phasenwinkel θ₂ nach. Die Si- Spule L und einem Kondensator oder Kondensatognale b und c werden einem Addierer 4 zugeführt 45 ren C bzw. C, und C₂. Durch den Resonanzschwing- und zu einem Signal d zusammengefügt. Das Signal d kreis 7 wird eine Spannung e_R am Widerstand R und ist über einen Oszillatorschwingkreis S positiv auf den ein Ausgangssignal e_L oder e_c an einer Klemme der Verstärker 1 rückgekoppelt Die Schwingung erfolgt Spule L oder des Kondensators C erzeugt. DieSpeisesomit bei der natürlichen oder spezifischen Schwin- spannung des Oszillators muß gering gehalten wergungsfrequenz des Oszillatorschwingkreises 5. Wird 50 den, damit die Resonanzschaltung in einer integrierdabei eine dem Addierer 4 zugeführte Steuerspan- ten Schaltung verwendet werden kann. Ist der Gütenung V_e zur Steuerung der Phase des Signals d ge- faktor Q des Resonanzschwingkreises 7 hoch, so ändert, so kann damit die Schwingungsfrequenz ge- wird an der Zwischenanzapfung der Spule L ein Ausändert werden. Der bekannte spannungsgesteuerte gangssignal e_L' erzeugt (F i g. 4 C), so daß verhindert Oszillator benötigt kapazitive oder induktive Elemente 55 wird, daß die jedem Transistor zugeführte Erregerin drei Bauteilen, nämlich in den Phasenschiebern 2 spannung zu hoch wird. Alternativ können zwei Kon- und 3 und im Oszillatorschwingkreis 5. Der bekannte densatoren C₁ und C₂ gemäß F i g.

4 D miteinander in Oszillator ist insofern nachteilig, als, wenn er in eine Reihe geschaltet werden, an deren Verbindung ein integrierte Schaltung eingesetzt werden soll, die An- Ausgangssignal e_c' erzeugt wird. Die beiden Auszahl der äußeren Bauteile groß ist, so daß die Vor- 60 gangssignale des Resonanzschwingkreises unterscheiteile der Integrierung nicht zum Tragen kommen. den sich in ihrer Phase um 90°. Sie werden als Ein-

Aus der DT-OS 1944 792 ist ferner ein steuerbarer gangssignale einer aus einem Addierer 8 und einem Oszillator bekannt. Dieser enthält einen Phasenschie- diesem nachgeschalteten spannungsgesteuerten Adber, einen hieran angeschlossenen Verstärker, eine dierer 9 bestehenden Addierschaltung 9' zugeführt, dem Verstärker nachgeschaltete Phasenumkehrschal- 65 Im Addierer 8 erfolgt die Addition und Subtraktung sowie einen zweiten Phasenschieber, der der tion (Addition nach Umkehr der Phase eines der Si-Phasenumkehrschaltung nachgeschaltet ist. Durch gnale) der beiden Signale. Hierdurch werden zwei den ersten Phasenschieber wird das auf diesen rück- Signale e_K + e_L oder e_R + e_c und e_R —e_L oder