DE2460762B1 - Schaltungsanordnung fuer einen HF-Oszillator - Google Patents

Description

• Zur Lösung der Aufgabe, den genannten Durch
• stimmbereich erheblich zu vergrößern, werden bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art nach der Erfindung Maßnahmen getroffen, wie im Kennzeichen des Patentanspruches beschrieben.
• Wenn also die Festkondensatoren durch Kapazitätsdioden ersetzt und wenn diese mit den Schwingkreis-Kapazitätsdioden mit abgestimmt werden, und zwar im gleichen Sinne, dann ergeben sich eine erhebliche Verbreiterung des Reißdiagramms in Abhängigkeit von der Frequenz und damit bei annähernd gleicher Amplitude ein Durchstimmbereich von 160 bis 380MHz, also etwa eine Verdoppelung des erreichbaren Durchstimmbereiches.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Mit + UB 1 ist eine Versorgungsspannung von etwa + 12V Gleichspannung bezeichnet, mit +UB2 eine Versorgungsgleichspannung von etwa + 6 V. Die Abstimmspannung UA kann sich z. B. von 0,5 bis 15 V ändern, wobei sich die Kapazitätswerte der Schwingkreis-Kapazitätsdioden D1 und D 3 sowie der Rückkopplungs-Kapazitätsdioden D 2 und D 4 von 25 bis 2 pF ändern.
• Jeder Oszillatorteil besitzt ein Verstärkerglied in Form eines Transistors, die in der Zeichnung mit T1 und T 2 bezeichnet sind. Die Gesamtschwingkreis-Induktivität ist All + L2, wobei noch zusätzlich LK über den Ankopplungsfaktor berücksichtigt werden muß.
• Die Abstimmspannung UA wird über die Vorwiderstände R2 und R9 zugeführt, die etwa 100 kr groß sein können, während der gemeinsame Widerstand R1 etwa 2,7 kQ groß ist. Die Abstimmspannung UA ist über R 2 und R 9 an die Kathoden der jeweils zusammengehörenden Schwingkreis und Rückkopplungs-Kapazitätsdioden D1 und D 2 bzw.
• D 3 und D 4 angeschlossen, der Widerstand R1 an die miteinander verbundenen Anoden der Schwingkreis-Kapazitätsdioden D 1 und D 3. Er stellt die Verbindung zum gemeinsamen Bezugspunkt, z. B. Masse, her. Von den Kathoden der Dioden führen Trennkondensatoren C 1 bzw. C 4, die etwa eine Größe von 1 nF aufweisen können, zu je einem Ende der Schwingkreisinduktivität L1 bzw. L2 und jeweils zum Kollektor des Transistors T 1 bzw. T2 des anderen Oszillatorteiles.
• Die Bemessung der übrigen Größen ist wie folgt: Die Widerstände R3 und R10 können z. B. eine Größe von 100 kQ aufweisen, die Trennkondensatoren C2 und C5 eine Größe von etwa 100pF, die Widerstände R4 und R 11 eine Größe von 100 kr und R 5 z. B. eine Größe von 500 Q. Der Widerstand R 5 ist entbehrlich, wenn die Spannung + um 2 einen niedrigeren Wert aufweist. Die Widerstände R 6 und R 12 können einen Wert von etwa 15 Q und die Widerstände R7 und R13 einen Wert von 560 und schließlich der Widerstand R 8 einen Wert von etwa 150 # aufweisen. Der Kondensator C3 kann etwa eine Größe von 1 nF haben.
• Das erzeugte Hochfrequenzsignal kann über die Ankopplungsinduktivität LK an den Klemmen A 1 und A 2 abgenommen werden, wobei bei unsymmetrischem Ausgang die Klemme A 1 mit dem gemeinsamen Bezugspunkt verbunden, d. h. geerdet, ist.
• Die oben genannte Schaltungsanordnung besteht also aus einem Gegentakt-Oszillator, d. h. also zwei gegeneinander geschalteten Oszillatorteilen, die zu einem Gegentakt-Dreipunkt-Oszillator zusammengeschaltet sind. Jeder Oszillatorteil weist frequenzbestimmende Glieder auf, nämlich die oben genannten Induktivitäten und Kapazitäten. Die Induktivitäten können als stark verkürzte Lecherleitungen verwirklicht werden. Weil zwischen den Anoden der Schwingkreis-Kapazitätsdioden D1 und D 3 das Hochfrequenzpotential Null liegt, kann für den Widerstandswert des Widerstandes R 1 ein verhältnismäßig kleiner Wert gewählt werden, während die anderen Widerstände R 2, R 3, R 4, R 9, R 10 und R 11 Mindestgrößen von 100 kl aufweisen sollen, damit sie den Schwingkreis und damit den Oszillator nicht zu stark bedämpfen. Die Widerstandswerte für die Widerstände R 6 und R 12 sind deswegen so gering zu wählen, weil diese Widerstände lediglich als Gegenkopplung zur Linearisierung der Transistorkennlinie beitragen. Die Funktion des Kondensators C3 besteht darin, die beiden Oszillatorteile zwangsweise zu symmetrieren.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Schaltungsanordnung für einen HF-Oszillator zur Erzeugung einer oberwellenartrien HF-Welle im MHz-Bereich mit einem Dreipunkt-Transistor-Gegentaktoszillator unter Verwendung von in den frequenzbestimmenden Schwingkreisen und in den Rückkopplungswegen angeordneten abstimmbaren Kapazitätsdioden, bei der eine Abstimmspannung jeweils an die Verbindungspunkte zwischen den Kathoden der Schwingkreis- und Rückkopplungs-Kapazitätsdioden angeschlossen ist, dadurch gek ennz eichn e t, daß die Anoden der beiden Schwingkreis-Kapazitätsdioden (D1, D 3) miteinander verbunden über einen ohmschen Widerstand (R1) mit dem gemeinsamen Bezugspunkt, die Anoden der Rückkopplungs-Kapazitätsdioden (D 2, D 4) jeweils über einen Trennkondensator (C2, C5) mit den Basen der Verstärker-Transistoren (T1, T 2) verbunden sind, deren Emitter über Spannungsteiler-Widerstände mit dem gemeinsamen Bezugspunkt und deren Kollektoren jeweils über einen Trennkondensator (C4, C1) mit den Kathoden der Kapazitätsdioden (D4, D 3; D 2, D 1) des anderen Oszillatorteiles und unmittelbar an das eine Ende einer aufgeteilten Schwingkreisinduktivität (L2, L1), die zum anderen Oszillatorteil führt, angeschlossen sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen HF-Oszillator zur Erzeugung einer oberwellenarmen HF-Welle im MHz-Bereich, wie näher im Oberbegriff des Patentanspruches beschrieben.

   Derartige HF-Oszillatoren sind bekannt aus der DT-OS 19 06 943. Wenn derartige Oszillatoren über einen größeren Abstimmbereich abgestimmt werden sollen, ist bei Auslegung der frequenzbestimmenden Glieder im Schwingkreis und im Rückkopplungsweg ein Kompromiß zu treffen. Wird nämlich die Kopplungskapazität im Rückkopplungsweg hinsichtlich der Schwingungsbedingungen am unteren Ende des Frequenzbereiches ausgelegt, so ergeben sich am oberen Frequenzbereich zu große Amplituden, d. h., es tritt der Effekt des sogenannten Überschwingens auf. Das ergibt nichtlineare Verzerrungen und damit einen starken Gehalt an Harmonischen. Um dies zu vermeiden, zeigt die DT-OS 19 06 943 einen abstimmbaren Kondensator im Rückkopplungsweg. Dadurch wird erreicht, daß sich das Reißdiagramm in Abhängigkeit von der Frequenz verbreitert bei annähernd konstanter Amplitude. Die bekannte Schaltungsanordnung zeigt einen Transistor als Verstärker, der gleichzeitig als Mischer arbeitet und Kapazitätsdioden als frequenzbestimmende Elemente im Schwingkreis und im Rückkopplungsweg des Oszillators aufweist. Diese bekannte Schaltung ist eine Eintaktschaltung. Eine Gegentaktoszillatorschaltung mit ebenfalls zwei abstimmbaren Kapazitätsdioden und zwei Verstärker-Transistoren ist in Fig. 8 der älteren Anmeldung nach P 23 34 570.2-35 genannt. Dort befinden sich die beiden Kapazitätsdioden jeweils als frequenzbestimmende Glieder geschaltet, während in Fig. 7 der gleichen älteren Anmeldung zwei Kapazitätsdioden als abstimmbare frequenzbestimmende Glieder des Schwingkreises geschaltet sind und jeweils eine nichtabstimmbare Kapazitätsdiode als Trennkondensator geschaltet ist und mit ihrer Anode mit der Basis des Verstärker-Transistors verbunden ist.

   Aus der OE-PS 2 82 714 ist eine Abstimm-Schaltungsanordnung zum Empfang von Signalen, die in zwei Frequenzbereichen liegen, nach dem Überlagerungsprinzip, bekannt, die ein oder mehrere auf die Signalfrequenzen abstimmbare Schwingkreise sowie einen in eine örtliche Oszillatorschaltung aufgenommenen abstimmbaren Oszillatorkreis, einerseits Kapazitätsdioden zur Abstimmung der Kreise innerhalb der Frequenzbereiche und andererseits Schaltdioden aufweist, die zur Umschaltung aus dem einen in den anderen Frequenzbereich dienen und in dem einen Schaltzustand eine leitende Verbindung bilden und in dem anderen Schaltzustand praktisch gesperrt sind.

   Diese Schaltungsanordnung zeigt auch einen Verstärker-Transistor, dessen Emitter über Widerstände eines Spannungsteilers mit einem gemeinsamen Bezugspunkt verbunden sind, und zwar in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Kapazität zwischen zwei Widerständen des Spannungsteilers.

   Aus der Literaturstelle »Internationale Elektronische Rundschau« 1968, H. 1, 5. 2 1. bp., sind Grundschaltungen von Kapazitätsdioden bekannt, und zwar eine Parallel-, eine Antiparallel- und eine Antiserienschaltung. Es wird untersucht, welchen Einfluß derartige Schaltungen der Kapazitätsdioden auf die angeschlossenen Schwingkreise aufweisen.

   Während sich für die Parallel- und für die Antiparallelschaltung größere Diodenkapazitäten ergeben, zeigt lediglich die Antiserienschaltung bei vorgegebenem Frequenzbereich den größten Abstimmspannungsbereich. Dabei sind in den Versuchsschaltungen, z. B. in der einen Ausführung für die Parallelschaltung, die beiden Anoden der Kapazitätsdioden über einen Widerstand mit dem gemeinsamen Bezugspunkt verbunden.

   Aus dieser Literaturstelle konnte der Fachmann aber nicht entnehmen, welche Maßnahmen ergriffen werden müssen, um bei einem Gegentakt-Oszillator das Reißdiagramm bei etwa konstanter Amplitude zu verbreitern.

   Ein weiterer nicht veröffentlichter interner Stand der Technik zeigte einen Oszillator mit zwei Transistoren als Verstärker in den beiden Oszillatorteilen und als frequenzbestimmende Glieder neben der Induktivität L, die aufgeteilt war, noch frequenzbestimmende Schwingkreis-Kapazitätsdioden, deren Kathoden zusammengeschaltet und mit der Abstimmspannung und deren Anoden über Trennkondensatoren mit den Basen der Transistoren verbunden waren.

   Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, den Durchstimmbereich des zuletzt genannten Gegentakt-Oszillators zu verbessern. Dieser Oszillator hatte nämlich im Frequenzbereich um 300 MHz (= Oszillatormittenfrequenz) bei Einfügung einer festen Kapazität von 4 pF jeweils im Rückkopplungsweg eine Durchstimmfähigkeit, die von 250 bis 350 MHz reichte, während bei einer Kapazität von 22pF im Rückkopplungsweg der durchstimmbare Frequenzbereich von 180 bis 270 MHz reichte.