DE2831628C3 - Spannungsgesteuerter Oszillator - Google Patents

Spannungsgesteuerter Oszillator

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf iinen auf zwei Frequenzbereiche umschaltbaren, spannungsgesteuerten Oszillator, insbesondere für Funk-Sende- und/oder Empfangsgeräte, bei dem mittels einer Schaltdiode Seine die Schwingfrequenz bestimmende Induktivität auf zwei Werte schaltbar ist.
Stand der Technik
Ein derartiger Oszillator ist aus der DE-AS 12 96 226 bekannt, bei dem mittels der Schaltdiode eine mit der frequenzbestimmenden Induktivität in Reihe liegende zweite Induktivität in dem einen Frequenzbereich kurzgeschlossen wird. Die Regelspannung zur Spannungssteuerung des Oszillators wird einer Kapazitätsdiode, die den Induktivitäten parallel liegt, zugeführt.
Je nach eingeschaltetem Frequenzbereich wirkt eine gleichgroße Regelspannung verschieden, d. h. die gleiche Variation der Regelspannung erzeugt je nach eingeschaltetem Frequenzbereich einmal eine größere und einmal eine kleinere Frequenzänderung des Oszillators.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen spannungsgesteuerten Oszillator der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem in allen einschaltbaren Frequenzbereichen durch eine gleich große Variation der Regelspannung auch ein immer gleicher Frequenzhub erzeugt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht mit den im Anspruch I angegebenen Mitteln. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung fekennzeichnet.
Vorteile
Mit einem geringen Aufwand läßt sich die Wirksamkeit der Regelspannung in Abhängigkeit von der Schaltspannung für die Frequenzbereiche so steuern, daß die sonst vorhandene unterschiedliche Hubsteilheit konstant wird. Diese Kompensation geschieht automatisch mit der Einstellung des Oszillators auf einen Frequenzbereich, so daß keine zusätzliche EinsteMung in erforderlich ist.
Beschreibung
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläu-
tert. Es zeigt
Hg. 1 ein Blockschaltbild eines spannungsgesteuerten Oszillators;
Fig.2 einen prinzipiellen Stromlaufplan des erfindungsgemäßen Oszillators und
2n F i g. 3 ein Ersatzschaltbild der Schwingkreiselemente für den zweiten Frequenzbereich.
Der in Fig. 1 dargestellte auf zwei Frequenzbereiche umschaltbare, spannungsgesteuerte Oszillator (VCO) besteht aus einem im jeweiligen Bereich in einem weiten
>5 Frequenzbereich einstellbaren Generator 1 und einer Nachstimmschaltung 2. Der Generator 1 weist eine Klemme auf, an der eine Schaltspannung Ux-hait zur Einstellung des jeweiligen Frequenzbereiches angelegt wird. Die Schwingfrequenz kann an der mit /Wo
ω gekennzeichneten Klemme abgenommen werden. Die Schwingfrequenz wird auch einer Vergleichsschaltung 3 zugeführt, an der außerdem eine Referenzfrequenz fR eines hochstabilen Oszillators (nicht dargesteilt) anliegt. Die entstehende Regelspannung Ur wird auf die Nachstimmschaltung 2 gegeben, damit die eingestellte Schwingfrequenz auf ihrem eingestellten Wert verharrt. Die Regelspannung muß nicht aus einer Vergleichsschaltung 3 stammen, sie kann auch anders erzeugt sein, beispielsweise kann es sich hier auch um die von einem Demodulator abgegebene Frtquenznachstimmspannung handeln.
In Fig. 2 ist der spannungsgesteuerte Oszillator in einem prinzipiellen Stromlaufplan dargestellt. Der Generator 1 weist einen Transistor Π auf, der in Drain-Schaltung eingesetzt ist. Am Drain-Anschluß liegt über einen Widerstand R i die Betriebsspannung Ue an und er ist über einen Kondensator C1 mit dem Nullpotential verbunden. Der Source-Anschluß ist über eine Drossel L 1 und einen Widerstand R 2 mit dem Nullpotential verbunden. Mit dem Widerstand R 2 wird der Arbeitspunkt des Transistors Π eingestellt. Vom Source-Anschluß des Transistors 7Ί wird die Schwingfrequenz fvix) abgenommen. Vom Gate-Anschluß aus liegen eine Reihenschaltung aus zwei Kondensatoren C 2, C 3 und eine einstellbare Induktivität L 2 als Schwingkreiselemente nach Nullpotential. Der Verbindungspunkt der zwei Kondensatoren Cl und CZ miteinander ist mit dem Source-Anschluß des Transistors Π verbunden. Es sei hier angemerkt, daß auch andere Schaltungsarten für den Generator 1 eingesetzt werden können.
Über einen Kondensator CA ist eine nach Nullpotential liegende Kapazitätsdiode CR 4 an den Gate-Anschluß des Transistors angeschlossen. Die Kapazitäts-
(ir> diode CR 4 liegt also parallel zu den Schwingkreiselementen und ihr wird über eine Drossel L 4 die Regelspannung Ur zugeführt. Dieser Schaltungsteil stellt die Nachstimmschaltung 2 dar, mit der die
Schwingfrequenz des Generators 1 auf die Sollfrequenz eingestellt und gehalten wird.
Zur Umschaltung des Generators 1 auf einen weiteren, höher liegenden Frequenzbereich wird parallel zur Induktivität L 2 eine weitere einstellbare Induktivität L 3 geschaltet Hierzu ist die Induktivität L 3 mit ihrem einen Anschluß mit dem Gate-Anschiuß des Transistors Π und mit ihrem anderen Anschluß über eine Schaltdiode CR1 und einen Kondensator C6 mit einem großen iCapazitätswert mit dem Nullpotential verbunden. Damit nun auch jetzt eine gleiche Variation der Regelspannung Ur eine gleiche Variation der Schwtngfrequenz bewirkt, wird gleichzeitig zur Kapazitätsdiode CR 4 ein Kondensptor Cl parallel geschaltet. Hierzu ist der eine Anschluß des Kondensators Cl mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C 4 und der Kapazitätsdiode CR 4 und der andere Anschluß über eine Schaltdiode CR 2 und den Kondensator CS mit dem Nullpotential verbunden. Die Schaltspannung Uschiit für die Schaltdioden CR 1 und CR 2 gelangt von einem Schalter S über einen Widerstand R 3 zur Begrenzung des Stromes durch die Schaltdioden an den Verbindungspunkt des Kondensators Cl mit der Schaltdiode CR Z Der Schalter S wird zur Einschaltung des weiteren Frequenzbereiches in die Stellung gelegt, in der er mit der Betriebsspannung Ub verbunden ist. In der anderen Stellung ist er mit dem Nullpotential verbunden.
In Fig. 3 ist das Ersatzschaltbild für den vorstehend beschriebenen Fall des eingeschalteten höherliegenden Frequenzbereiches dargestellt. Es ist deutlich die Parallelschaltung der Induktivitäten L 2 und L 3 und der Kapazitätsdiode CR 4 mit dem Kondensator Cl zu erkennen. Durch die Parallelschaltung der Induktivitä-ί ten ergibt sich eine kleinere Gesamtinduktivität und damit eine höhere Schwingfrequenz des Generators 1. Durch die Parallelschaltung des Kondensators Cl zur Kapazitätsdiode CR 4 wird die Variation der Gesamtkapazität bei gleicher Variation der Regelspannung Ur
ό verkleinert und damit eine gleiche Frequenzänderung der Schwingfrequenz im Vergleich zum tieferliegenden Frequenzbereich hervorgerufen.
Damit nun im tieferliegenden Frequenzbereich, wenn die Schaltspannung Ux^n dem Nullpotential entspricht und die Schaltdioden CR 1 und CA 2 gesperrt sind, über den Widerstand R 3 keine unzulässige Belastung der Schwingamplitude eintritt, ist eine weitere Schaltdiode CR 3 vorgesehen. Die Schaltdiode CR 3 ist zwischen dem Widerstand R 3 und dem Verbindungspunkt der Schaltdiode GJ? 2 mit dem Kondensator Cl eingeschaltet und ihre Polung ist derart ge-..vihlt, daß sie gleichsinnig mit den anderen Schaitdioder geschaltet wird.
Als Schaltdioden werden vorteilhafterweise PIN-Dioden verwendet, da diese keine Sperrspannung benötigen <md somit durch Anlegen von Nullpotential gesperrt werden können. Dadurch braucht die Schaltspannung U.chaii nur zwischen den Werten Betriebsspannung UBund Nullpotential zu wechseln.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Auf zwei Frequenzbereiche umschaltbarer, spannungsgesteuerter Oszillator, insbesondere für Funk-Sende- und/oder Empfangsgeräte, bei dem mittels einer Schaltdiode seine die Schwingfrequenz bestimmende Induktivität auf zwei Werte schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Umschalten der Induktivität das auf die Spannungssteuerung des Oszillators reagierende Abstimmittel durch eine Schaltdiode entsprechend auf zwei Werte schaltbar ist.
2. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Frequenzbereich eine Induktivität (L2) wirksam ist, der im zweiten Frequenzbereich eine zweite Induktivität (L 3) durch die erste Schaltdiode (CR 1) parallel geschaltet wird und daß im ersten Frequenzbereich eine als Abstimmittel wirkende Kapazitätsdiode (CR 4) wirksam ist, der im zweiten Frequenzbereich eine Kapazität (C 7) durch die zweite Schaltdiode (CR 2) parallel geschaltet wird.
3. Oszillator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung der Schaltspannung zu den Schaltdioden (CR 1, CR 2) eine im gleichen Sinne wie diese geschaltete Schaltdiode (CR 3) angeordnet ist.
4. Oszillator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdioden PIN-Dioden sind.
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