DE2929355A1 - Integrierte amplitudengeregelte oszillatorschaltung - Google Patents
Integrierte amplitudengeregelte oszillatorschaltungInfo
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Description
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- Integrierte amplitudengeregelte Oszillatorschaltung
- Die Erfindung betrifft eine monolithisch in Bipolartechnik integrierte amplitudengeregelte Oszillatorschaltung mit einem Operationsverstärker entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Stand der Technik In dem Buch von F.Bergtold "Schaltungen mit Operationsverstärkern", Band 2, 1973, Seiten 44 bis 60 sind Oszillatorschaltunqen mit Operationsverstärkern beschrieben, wovon die Schaltung nach Bild 15 auf Seite 54 diejenige ist, von der der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht. Der Operationsverstärker ist dabei ein monolithisch integrierter Verstärker, während die im Mitkopplungskreis liegende Teilschaltung zur Amplitudenregelung aus diskreten Bauelementen besteht. Das steuernde Element im Mitkopplungskreis ist dabei ein Feldeffekttransistor, der als steuerbarer, jedoch nichtlinearer Widerstand wirkt.
- Aufgabe Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Oszillatorschaltung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so aufzubauen, daß die Regelcharakteristik bei Realisierung der Schaltung in monolithischer Bipolartechnik möglichst linear ist. Diese Aufgabe wird mittels der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine Weiterbildung ist in Anspruch 2 gekennzeichnet, Darstellung der Erfindung Die Erfindung wird nun anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert.
- Fig. 1 zeigt, teilweise nach Art eines Blockdiagramms, die Schaltung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und Fig. 2 zeigt, teilweise nach Art eines Blockdiagramms, das Schaltbild einer weitergebildeten Ausführungsform.
- In Fig. 1 ist der Operationsverstärker 1 gezeigt, zwischen dessen Ausgang 19 und dessen invertierendem Eingang 11 der frequenzbestimmende Kreis 7 liegt, der in Fig. 1 als RC-Doppel-T-Glied ausgebildet ist, das über die entsprechenden äußeren Anschlüsse 11', 19' an die integrierte Schaltung angeschlossen ist. Am Ausgang 19 des Operationsverstärkers liegt die Gleichrichterstufe 5 mit dem zugehörigen Siebglied 6.
- Die Gleichrichterstufe 5 besteht aus dem Transistor T5, der über den zwischen dem Ausgang 19 des Operationsverstärkers 1 und dem Bezugspotential liegenden Spannungsteiler R51, R52 an seiner Basis angesteuert wird und dessen Kollektor an der Betriebsspannung UB liegt. Der Ausgang 59 der Gleichrichterstufe 5, an den über die Klemme 59' das RC-Glied C6, R6 angeschlossen ist, liegt am nichtinvertierenden Eingang 22 des Komparatorverstärkers 2. Hierbei handelt es sich im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ebenfalls um einen Operationsverstärker, an dessen invertierendem Eingang die aus der Betriebs spannung UB mittels des Spannungsteilers R21, R22 abgeleitete und über den Vorwiderstand R23 sowie den Transistor T21 zugeführte Referenzspannung Uref liegt. Der Kollektor des Transistors T21 liegt an der Betriebsspannung UBt seine Basis am Spannungsteiler R21, R22 und sein Emitter am Widerstand R231er dient der Temperaturkompensation. Zwischen dem invertierenden Eingang 21 und dem Ausgang 29 des Komparatorverstärkers 2 liegt ferner der Widerstand R24.
- Am Ausgang 29 entsteht somit in Abhängigkeit von der Amplitude des am Ausgang 19 des Operationsverstärkers 1 entstehenden Signals eine Gleichspannung, die weitgehend linear von der Amplitude abhängig ist. Diese Gleichspannung liegt am Eingang 31 des Spannungs-Strom-Wandlers 3, der im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus der Stromübersetzerschaltung mit den Transistoren T31, T32 und aus dem den Ausgangsstrom IR bestimmenden Widerstand R3 besteht. Bei den Transistoren T31, T32 handelt es sich um pnp-Transistoren, die mit ihren Emittern an der Betriebs spannung Uß liegen und deren Basen miteinander verbunden sind. Der Transistor T31 ist ferner durch die gezeigte direkte Verbindung von Basis und Kollektor als Diode betrieben. Der Widerstand R3 bestimmt in Abhänqiqkeit von der Gleichspannung am Ausgang 29 des Komparatorverstärkers 2 den im Transistor T31 fließenden Strom,der, als Ausgangs- bzw. Regelstrom IR entsprechend übersetzt, am Ausgang 39 entnommen werden kann. Das Übersetzungsverhältnis ergibt sich dabei durch Wahl der Basis-Emitter-pnÜbergangsfläche der beiden Transistoren T31, T32.
- Der Regel strom IR wird nun in der spannungsgesteuerten Stromwenderstufe 4 hinsichtlich seiner Polarität bezüglich eines konstanten Werts so umgeformt, daß der åm Ausgang 49 entnehmbare Strom I im Takt der Oszillatorfrequenz um diesen Mittelwert rechteckförmig schwankt. Dazu ist der aus den Transistoren T41, T42 bestehende Differenzverstärker vorgesehen, dessen Emitterkreis der Regelstrom IR über den Stromeingang 42 zugeführt ist. In den Kollektorkreisen der beiden Transistoren T41, T42 liegt die aus den Transistoren T43 T44 bestehende Stromübersetzerschaltung, während die Basis des Transistors T41 als Spannungseingang 41 dient, der am Ausgang 19 des Operationsverstärkers 1 liegt. Bei der im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gewählten Polarität der Betriebsspannung UB sind die Transistoren T41, T42 wiederum pnp-Transistoren, dagegen die Transistoren T43, T44, ebenso wie der Transistor der Gleichrichterstufe 5*, npn-Transistoren. Der Ausqanq 49 der spannungsgesteuerten Stromwenderstufe 4 liegt an Basis und Kollektor des Transistors T42, die direkt miteinander verbunden sind.
- Der pulsierende Strom I ist dem nichtinvertierenden Eingang 12 des Operationsverstärkers 1 zugeführt, wobei mittels des im Vergleich zum Eingangswiderstand des Operationsverstärkers 1 niederohmigen Widerstandes R13 bewirkt wird, daß aus dem pulsierenden Stiom I die vom Operationsverstärker 1 zu verarbeitende pulsierende Spannunq U wird, Der Arbeitspunkt am nichtinvertierenden Eingang 12 des Operationsverstärkers 1 ist dabei durch den Spannungsteiler R11, R12 eingestellt, an dessen Abgriff der Widerstand R13 liegt, wobei am Abgriff etwa die Hälfte der Betriebsspannung UB auftritt; In Fig, 2 ist eine vorteilhafte Weiterbildung gezeigt, Das Schaltbild der Fig. 2 entspricht im wesentlichen dem der Fig. 1, so daß gleiche Bauteile in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Die Weiterbildung besteht in Fig. 2 darin, daß die Anlaufhilfe-Stufe 8, 9 vorgesehen ist, die einen dem Ausgangsstrom des Spannungs-Strom-Wandlers 3 proportionalen Strom in der Gleichrichterstufe 5 vorgibt. Hierzu ist zwischen den Ausgang 29 des Komparatorverstärkers 2 und den Eingang 31 des Spannungs-Strom-Wandlers 3 die weitere Stromübersetzerstufe 8 aus den Transistoren T81, T82 geschaltet'die ihrerseits wiederum die Stromübersetzer-* und Transistor T2t stufe 9 mit den Transistoren T91, T92 steuert. Der Kollektor des Transistors T92 liegt als Ausgang der Stromübersetzerstufe 9 am Kollektor des Transistors T5. In Fig. 2 sind die Transistoren T91, T92 pnp-2ansistoren und die Transistoren T81, T82 npn-Transistoren. Es gilt also allgemein in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 2, daß die Transistoren der Stufen 3 und 9 sowie die Transistoren T41, T42 der Stufe 4 zu den Transistoren der Stufen 5 und 8 sowie zu den Transistoren T43, T44 der Stufe 4 komplementär sind.
- Durch die entsprechend der Erfindung vorgenommene Umwandlung der der Amplitude des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 1 linear entsprechenden Regelspannung in den Regel strom IR, durch die vorgenommen Aufschaltung des der Schwingfrequenz entsprechenden Signals in der spannungsgesteuerten Stromwenderstufe 4 und durch die Rückwandlung dieses Stromes über den Widerstand R13 in die Steuerspannung U ergibt sich die beabsichtige lineare Regelkennlinie in Verbindung mit der Realisierbarkeit der gesamten Oszillatorschaltung in einheitlicher Halbleitertechnik, nämlich der monolithischen Bipolartechnik.
- Die amplitudengeregelte Oszillatorschaltung nach der Erfindung ist besonders für niederfrequente Oszillatorschaltungen im Bereich von 100 Hz bis 1 kHz geeignet.
- Die Erfindung kann bevorzugt als Pilotton-Oszillator von Funksprechgeräten verwendet werden.
- 2 Blatt Zeichnung mit 2 Figuren Leerseite
Claims (2)
- Patentansprüche 1J Monolithisch in Bipolartechnik integrierte amplitudengeregelte Oszillatorschaltung mit einem Operationsverstärker, zwischen dessen einem Eingang und dessen Ausgang ein frequenzbestimmender Kreis als Gegenkopplungszweig liegt und mit dessen anderem Eingang der Ausgang eines amplitudengeregelten Mitkop-lunqskreises in Verbindung steht, der aus einer am Ausgang des Operationsverstärkers li-genden Gleichrichterstufe mit Siebglied und einem die erzeugte Gleichspannung mit einer Referenzspannung vergleichenden Komparatorverstärker besteht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - am Ausgang (29) des Komparatorverstärkers (2) liegt der Eingang (31) eines Spannungs-Strom-Wandlers (3), - der Ausgang des Operationsverstärkers (1) ist mit dem Steuereingang (41) einer spannungsgesteuerten Stromwenderstufe (4) verbunden, deren Stromeingang (42) am Ausgang (39) des Spannungs-Strom-Wandlers (3) und deren Ausgang (49) am anderen Eingang (12) des Operationsverstärkers (1) liegt,und - ein im Vergleich zum Eingangswiderstand des Operationsverstärkers (1) niederohmiger Widerstand (R13) verbindet dessen anderen Eingang (12) mit einer Gleichspannung (1/2UB), die etwa der Hälfte der Betriebsspannung (UB) entspricht.
- 2. Oszillatorschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anlaufhilfe-Stufe (8, 9), die einen dem Ausgangsstrom (IR) des Spannungs-Strom-Wandlers (3) proportionalen Strom dem Gleichrichter (5) zuführt.
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DE2929355A1 true DE2929355A1 (de) | 1981-02-05 |
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DE19792929355 Expired DE2929355C2 (de) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | Monolithisch bipolar-integrierte amplitudengeregelte Oszillatorschaltung |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4514701A (en) * | 1978-12-05 | 1985-04-30 | Kenji Machida | Automatic level control circuit |
EP0299215A1 (de) * | 1987-07-17 | 1989-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Monolithisch integrierbare Reglerschaltung |
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1979
- 1979-07-20 DE DE19792929355 patent/DE2929355C2/de not_active Expired
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Non-Patent Citations (1)
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US4843340A (en) * | 1987-07-17 | 1989-06-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Monolithically integrable controller circuit |
Also Published As
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DE2929355C2 (de) | 1984-10-18 |
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