DE3045993A1

DE3045993A1 - Transistor-oscillator circuit esp. for radio or TV - uses two NPN transistors forming differential amplifier, and includes mixing stage

Info

Publication number: DE3045993A1
Application number: DE19803045993
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 8087 Eching Fenk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1980-12-05
Publication date: 1982-07-08

Abstract

Two identical npn bipolar transistors (T1,T2) are connected together by their emitters and to a resistors leading to a reference voltage (earth) provided by a d.c. source (U1). The other pole of source (U1) is connected via resistors (R7,R8) to the collectors of transistors (T1,T2). The base of transistor (T1) forms the control input of the oscillator, and is connected to a parallel resonance tuning circuit with inductances (L) and capacitors (C,C1,C2). Resistors (R2,R3), capacitor (C3), and a d.c. source (U3) are included, and transistors (T1,T2) function as a differential amplifier with feedback. The mixing stage uses npn transistors (T3,T4,T5,T6) with output terminals (A1,A2) and two further npn transistors (T7,t8) are used with another d.c. voltage supply (U2). Input terminals (E1,E2) are connected to the bases of transistors (T7,T8). An operational amplifier (V) is used as the control amplifier.

Description

,Transistor-Oszillatorschaltung, Transistor oscillator circuit

(Zusatz zur Patentanmeldung P 30 41 392.4 (VPA 80P1179)) In der Hauptanmeldung P 30 41 392.4 (VPA 80 P 1179) ist eine Transistor-Oszillatorschaltung beschrieben, bei der ein schwingkreis- oder quarzgesteuerter Oszillator durch einen rückgekoppelten Differenzverstärker gegeben und zur Beaufschlagung einer Mischstufe vorgesehen ist. Diese Oszillatorschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß der stromführende Ausgang der beiden den Oszillator bildenden Transistoren sowohl an je einen Eingangsanschluß der symmetrisch ausgebildeten Mischstufe als auch über je einen Tiefpaß an je einen Eingang eines gemeinsamen Regelverstärkers gelegt und der Ausgang dieses Regelverstärkers auf den Oszillator im Sinne einer Gegenkopplung rückgekoppelt ist.(Addition to patent application P 30 41 392.4 (VPA 80P1179)) In the main application P 30 41 392.4 (VPA 80 P 1179) describes a transistor oscillator circuit, in which a resonant circuit or quartz-controlled oscillator is coupled with a feedback one Differential amplifier is given and provided to act on a mixer. This oscillator circuit is characterized in that the current-carrying output of the two transistors forming the oscillator both to one input terminal each the symmetrically designed mixer stage as well as a low-pass filter to each one Input of a common control amplifier and the output of this control amplifier is fed back to the oscillator in the sense of a negative feedback.

Die Erfindung bezieht sich in der Hauptsache auf eine weitere Verbesserung einer solchen Transistor-Oszillatorschaltung. Die Erfindung bringt aber auch dann Vorteile, wenn sie auf einen schwingkreis- oder quarzgesteuerten Oszillator, der durch einen rückgekoppelten Differenzverstärker gegeben ist, angewendet wird, selbst dann, wenn der besagte Oszillator nicht zur Beaufschlagung einer Mischstufe vorgesehen ist.The invention relates primarily to a further improvement such a transistor oscillator circuit. The invention also brings then Advantages if you rely on a resonant circuit or crystal controlled oscillator, the given by a feedback differential amplifier, is applied itself when the said oscillator is not intended to act on a mixer stage is.

Um einen Differenzverstärker als den aktiven Teil eines Oszillators einzusetzen und zu betreiben, kann man entsprechend dem in"Funkschau" (1971) Heft 15, S. 465 und 466, veröffentlichten Aufsatz mit dem Titel "Zweipolige Oszillatorschaltungen für Parallel- und Serienresonanz" vorgehen. Solche Schaltungen lassen sich z.B. in der Rundfunktechnik oder in der Fernsehtechnik einsetzen. Im allgemeinen arbeiten derartige Oszillatoren durchaus zufriedenstellend.To use a differential amplifier as the active part of an oscillator to use and operate, one can according to the in "Funkschau" (1971) issue 15, pp. 465 and 466, published article entitled "Two-pole oscillator circuits for parallel and series resonance ". Such circuits can e.g. use in radio or television technology. Generally work such oscillators are quite satisfactory.

Verwendet man aber einen solchen Oszillator zur Beaufschlagung einer Mischstufe, insbesondere bei einer integrierten Oszillator-Tuner-Mischerschaltung, so wird bei Anwendung der üblichen Aufbaumethoden für eine solche Schaltung bei weitem nicht das Optimum hinsichtlich der Unterdrückung des Eingangssignals bzw. des Oszillatorsignals auf den Ausgang der Mischstufe und damit auf die Wiedergabequalität des eine solche Oszillatorschaltung verwendenden Rundfunk- oder Fernsehempfängers erreicht.But if you use such an oscillator to act on a Mixing stage, especially with an integrated oscillator-tuner-mixer circuit, so if the usual construction methods for such a circuit are used Far from being the optimum with regard to the suppression of the input signal or of the oscillator signal on the output of the mixer and thus on the playback quality of the radio or television receiver using such an oscillator circuit achieved.

Auch hinsichtlich der Unterdrückung des sog. Oszillatorrauschens sind die bekannten Schaltung dieser Art verbesserungsbedürftig.Also with regard to the suppression of the so-called oscillator noise the known circuit of this type needs improvement.

Zur Lösung dieser Aufgaben wurde die in der Hauptanmeldung P 30 41 392.4 beschriebene und der Definition zu Beginn dieser Beschreibung entsprechende Oszillatorschaltung entwickelt. Jedoch ist aber auch eine solche Oszillatorschaltung im Interesse einer Verminderung der Frequenzdrift sowie einer Vergrößerung des Durchsti=bereiches und einer Erhöhung der Schwingsicherheit verbesserungsbedürftig, was übrigens auch für die bekannten auf Basis von Differenzverstärkern beruhenden Oszillatorschaltungen gilt.To solve these problems, the main application P 30 41 392.4 and corresponds to the definition at the beginning of this description Oscillator circuit developed. However, there is also such an oscillator circuit in the interest of reducing the frequency drift and increasing the penetration range and an increase in vibration safety needs improvement, which, by the way, also for the known oscillator circuits based on differential amplifiers is applicable.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine entsprechend verbesserte Ausgestaltung eines solchen Transistor-Oszillators anzugeben.It is the object of the invention to provide a correspondingly improved embodiment to specify such a transistor oscillator.

Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf eine Transistor-Oszillatorschaltung, bei der der schwingkreis- oder quarzgesteuerte Oszillator durch einen rückgekoppelten Differenzverstärker gegeben und bei der ein dem frequenzbestimmenden Steuerorgan des Oszillators angehörender Kondensator über einen ersten Koppelkondensator mit der Basis des ersten Transistors des Differenzverstärkers verbunden ist, bei der ferner der Emitter dieses ersten Transistors einerseits mit dem Emitter des zweiten Transistors des Differenzverstärkers und außerdem - insbesondere unter Verwendung eines Widerstandes - mit der das Bezugspotential führenden Versorgungsklemme der Oszillatorschaltung verbunden ist, während die - je eine Ausgangsklemme der Oszillatorschaltung bildenden - Kollektoren der beiden Transistoren über je einen Lastwiderstand an die das erste Betriebspotential führende Versorgungsklemme gelegt sind, bei der weiterhin die Basis des zweiten Transistors des Differenzverstärkers über einen weiteren Kondensator an die das Bezugspotential führende Versorgungsklemme gelegt und außerdem über die Serienschaltung zweier Widerstände mit der Basis des ersten Transistors des Differenzverstärkers sowie ein Schaltungpunkt zwischen diesen beiden Widerständen über eine zweite Gleichspannungsquelle mit der das Bezugspotential führenden Versorgungsklemme verbunden ist, und bei der schließlich eine durch einen zweiten Koppelkondensator gegebene Verbindung zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors des Differenzverstärkers und dem in dem frequenzbestimmenden Steuerorgan des Oszillators vorgesehenen Kondensator vorgesehen ist. Insbesondere ist diese Schaltung entsprechend den Offenbarungen der Hauptanmeldung P 30 41 392.4 aufgebaut und demgemäß mit einer nachgeschalteten Mischstufe versehen.The invention accordingly relates to a transistor oscillator circuit, in which the resonant circuit or quartz-controlled oscillator has a feedback loop Differential amplifier given and in the one the frequency-determining control member of the oscillator associated capacitor via a first coupling capacitor is connected to the base of the first transistor of the differential amplifier, in which also the emitter of this first transistor on the one hand with the Emitter of the second transistor of the differential amplifier and also - in particular using a resistor - with the supply terminal carrying the reference potential the oscillator circuit is connected, while the - one output terminal of each Oscillator circuit - collectors of the two transistors via one each Load resistor placed on the supply terminal carrying the first operating potential are, in which the base of the second transistor of the differential amplifier continues Via another capacitor to the supply terminal carrying the reference potential and also via the series connection of two resistors with the base of the first transistor of the differential amplifier and a circuit point between them two resistors via a second DC voltage source with which the reference potential leading supply terminal is connected, and finally one by one second coupling capacitor given connection between the collector of the second Transistor of the differential amplifier and that in the frequency-determining control element of the oscillator provided capacitor is provided. In particular, this is Circuit constructed according to the disclosures of the main application P 30 41 392.4 and accordingly provided with a downstream mixer.

Zur Lösung der genannten weiteren Aufgaben ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß der Kondensator im frequenzbestimmenden Steuerorgan mit seinem einen Anschluß an dem zum ersten Transistor des Differenzverstärkers führenden ersten Koppelkondensator und mit seinem zweiten Anschluß an den zum Kollektor des zweiten Transistors des Differenzverstärkers führenden zweiten Koppelkondensator unmittelbar angeschlossen ist, daß dabei ein weiterer Kondensator im frequenzbestimmenden Steuerorgan vorgesehen ist, derart, daß dieser weitere Kondensator mit seinem einen Anschluß mit dem vom zweiten Transistor des Differenzverstärkers abgewandten Anschluß des zweiten Koppelkondensators unmittelbar als auch über einen Widerstand mit dem einen Pol einer dritten Gleichspannungsquelle verbunden ist, während der andere Anschluß dieses weiteren Kondensators im frequenzbestimmenden Steu-.rg n sowie der andere Pol der dritten Gleichspannungsquelle unmittelbar an der das Bezugspotentiai führenden Versorgungsklemme der Oszillatorschaltung liegen.To solve the other tasks mentioned is according to the present Invention provided that the capacitor in the frequency-determining control member with its one connection to the leading to the first transistor of the differential amplifier first coupling capacitor and with its second connection to the collector of the second transistor of the differential amplifier leading second coupling capacitor is directly connected that there is another capacitor in the frequency-determining Control member is provided such that this further capacitor with its one Connection with that of the second Differential amplifier transistor remote connection of the second coupling capacitor directly and via a Resistance is connected to one pole of a third DC voltage source, while the other connection of this further capacitor is in the frequency-determining Steu-.rg n as well as the other pole of the third direct voltage source the supply terminal of the oscillator circuit carrying the reference potential.

Eine in diesem Sinne verbesserte Transistor-Oszillatorschaltung gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt, während die in Fig. 2 dargestellte Oszillatorschaltung zusätzlich entsprechend der Transistor-Oszillatorschaltung gemäß der Hauptanmeldung P 30 41 392.4 ausgestaltet ist.A transistor oscillator circuit which is improved in this sense is shown in FIG of the invention is shown in FIG. 1, while the oscillator circuit shown in FIG additionally corresponding to the transistor oscillator circuit according to the main application P 30 41 392.4 is designed.

Im folgenden werden zunächst die in Fig. 1 dargestellten Schaltungsteile beschrieben, die im übrigen auch in Fig. 2 vorgesehen sind.In the following, the circuit parts shown in FIG. 1 are first discussed described, which are also provided in FIG. 2 for the rest.

Die beiden, den Oszillator bei der Schaltung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 bildenden Bipolartransistoren T1 und T2 sind einander gleich und vom npn-Typ. Sie sind mit ihren Emittern unmittelbar verbunden und diese Emitter über einen gemeinsamen Widerstand R1 an die das Bezugspotential führende Versorgungsklemme der Schaltung, also an Masse, gelegt. Der das erste Betriebspotential zur Verfügung stellende Versorgungsanschluß der Oszillatorschaltung ist mit dem positiven Pol, der das Bezugspotential liefernde Anschluß der Oszillatorschaltung ist mit dem negativen Pol einer ersten Gleichspannungsquelle U1 unmittelbar verbunden.The two, the oscillator in the circuit according to FIG. 1 and FIG. 2 forming bipolar transistors T1 and T2 are equal to each other and of the npn type. They are directly connected to their emitters and these emitters have a common one Resistor R1 to the supply terminal of the circuit carrying the reference potential, so on mass, laid. The supply connection providing the first operating potential the oscillator circuit is connected to the positive pole, which supplies the reference potential The oscillator circuit is connected to the negative pole of a first direct voltage source U1 directly connected.

Die Basis des ersten Transistors T1 des Differenzverstärkers bildet den an das frequenzbestimmende Organ angeschlossenen Steuereingang des Oszillators, wobei zwischen diesen beiden Schaltungsteilen ein erster Koppelkondensator C1 vorgesehen ist. Das genannte freauenzbestimmende Steuerorgan ist entweder ein Parallel-Resonanzkreis (also ein aus einem Kondensator mit parallelgeschalteter Induktivität gebilde- ter Schwingkreis),der einerseits an die das Bezugspotential führende Versorgungsklemme und andererseits an den zur Basis des ersten Transistors T1 des Differenzverstärkers führenden ersten Koppelkondensator Cl angeschlossen ist.The base of the first transistor T1 of the differential amplifier forms the control input of the oscillator connected to the frequency-determining organ, a first coupling capacitor C1 being provided between these two circuit parts is. The said control organ, which determines freauence, is either a parallel resonance circuit (i.e. a capacitor formed from a capacitor with an inductance connected in parallel ter Oscillating circuit), on the one hand to the supply terminal carrying the reference potential and on the other hand to the base of the first transistor T1 of the differential amplifier leading first coupling capacitor Cl is connected.

In Alternative hierzu kann das besagte Steuerorgan durch einen seriellen Schwingkreis gegeben sein. Dann wird die parallel zum Schwingkreiskondensator bei den Schaltungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 gelegte Induktivität L durch eine - dann die einzige Verbindung zwischen den von den Transistoren des Differenzverstärkers T1 und T2 abgewandten Anschlüssen der beiden Kopplungskondensatoren C1 und C2 bildende- Induktivität ersetzt. Schließlich kann man auf eine Induktivität im Steuerorgan völlig verzichten und stattdessen die beiden Anschlüsse eines Schwingauarz-Kondensators an je einen der beiden nicht mit einem der Transistoren T1 oder T2 verbundenen Anschluß des ersten und des zweiten Koppelkondensators Cl und C2 legen. Eine besonders vorteilhafte Anschaltung des Schwingquarzkondensators wird noch weiter unten als eine weitere Ausgestaltung eines Oszillators gemäß der Erfindung beschrieben.As an alternative to this, said control element can be controlled by a serial Resonant circuit. Then the parallel to the resonant circuit capacitor at the circuits according to FIG. 1 and FIG. 2 placed inductance L by a - then the only connection between those from the transistors of the differential amplifier T1 and T2 facing away from the connections of the two coupling capacitors C1 and C2 forming- Replaced inductance. Finally, one can rely on an inductance in the control unit completely and instead use the two connections of a Schwingauarz capacitor to one of the two terminals not connected to one of the transistors T1 or T2 of the first and second coupling capacitors Cl and C2. A particularly advantageous one Connection of the quartz oscillator capacitor is described below as another Described embodiment of an oscillator according to the invention.

Während bei den üblichen Oszillatorschaltungen und auch bei der Oszillatorschaltung gemäß den Offenbarungen der Hauptanmeldung P 30 41 392.4 im frequenzbestimmenden Steuerkreis nur ein Kondensator C vorgesehen ist, ist stattdessen im Falle der vorliegenden Erfindung die * Serienschaltung zweier Kondensatoren C' und C vorgesehen und in einer noch zu beschreibenden sowie der Definition der Erfindung entsprechenden Weise angeschaltet Die Basis des ersten Transistors T1 des Differenzverstärkers ist entsprechend der Definition der Erfindung über zwei hintereinandergeschaltete Widerstände R3 und R2 mit der Basis des zweiten Transistors T2 des Differenzverstärkers verbunden. Der Teilerpunkt zwischen diesen beiden Widerständen R2 und R3 ist mit dem positiven Pol der zweiten Gleichspannungsquelle gemäß der Definition der Erfindung, also der Gleichspannungsquelle U3, verbunden, während der andere Pol dieser Gleichspannungsquelle an der das Bezugspotential führenden Versorgungsanschluß klemme, also den negativen Pol der Gleichspannungsquelle U1, angelegt ist. Ein weiterer Kondensator C3 ist zwischen dem Basisanschluß des zweiten Transistors T2 des Differenzverstärkers und der das Bezugspotential führenden Versorgungsklemme vorgesehen. Aufgrund der die Oszillatorwirkung des Differenzverstärkers T1, T2 bewirkenden Rückkopplung zwischen dem Basisanschluß des Transistors T1 und dem Kollektor anschluß des Transistors T2 sind die Kollektoren dieser beiden Oszillatortransistoren T1 und T2 imstande, gemeinsam eine ungedämpfte Sinusschwingung abzugeben. Sie bilden demgemäß die beiden Ausgangs-* * klemmen A1 und A2 des Oszillators gemäß Fig. 1. Im falle der Schaltung gemäß Fig. 2 sind diese beiden Ausgangsklemmen A1 und A2 an zwei Eingangstransistoren T3 und T6 der zu beaufschlagenden Mischstufe angeschlossen.While with the usual oscillator circuits and also with the oscillator circuit according to the disclosures of the main application P 30 41 392.4 in the frequency-determining Control circuit only a capacitor C is provided instead in the case of the present Invention the * series connection of two capacitors C 'and C provided and in a manner to be described and in accordance with the definition of the invention switched on The base of the first transistor T1 of the differential amplifier is corresponding the definition of the invention via two series-connected resistors R3 and R2 to the base of the second transistor T2 of the differential amplifier tied together. The dividing point between these two resistors R2 and R3 is positive Pole of the second DC voltage source according to the definition of the invention, so the DC voltage source U3, while the other pole of this DC voltage source to the supply connection that carries the reference potential, i.e. the negative one Pole of the DC voltage source U1 is applied. Another capacitor is C3 between the base terminal of the second transistor T2 of the differential amplifier and the supply terminal carrying the reference potential is provided. Because of the Oscillator effect of the differential amplifier T1, T2 causing feedback between the base terminal of the transistor T1 and the collector terminal of the transistor T2, the collectors of these two oscillator transistors T1 and T2 are able to jointly emit an undamped sinusoidal oscillation. Accordingly, they form the two Output * * terminals A1 and A2 of the oscillator according to FIG. 1. In the case of the circuit According to FIG. 2, these two output terminals A1 and A2 are connected to two input transistors T3 and T6 connected to the mixer stage to be acted upon.

Wie bereits dargelegt, ist in der Steuerschaltung eines der Erfindung entsprechenden Transistoroszillators statt eines einzigen Schwingkreiskondensators C wie im Falle der Offenbarungen der Hauptanmeldung, die Serienschaltung zweier Kondensatoren C' und C vorgesehen. Diese beiden Transistoren C' und C bilden zusammen einen kapazitiven Spannungsteiler.As stated earlier, the control circuit is one of the invention corresponding transistor oscillator instead of a single resonant circuit capacitor C as in the case of the disclosures of the main application, the series connection of two Capacitors C 'and C are provided. These two transistors C 'and C together form a capacitive voltage divider.

Für den Fall, daß als frequenzbestimmendes Steuerorgan des Oszillators ein Parallel-Resonanzkreis vorgesehen ist, bildet die Schwingkreisinduktivität L eine Verbindung zwischen den beiden Endanschlüssen des Spannungsteilers C', C , welche die beiden Kondensatoren sammt dem Teilerpunkt überbrückt und außerdem mit dem einen Anschluß an der das Bezugspotential führenden Versorgungsklemme liegt. Im Falle eines Serien-Resonanzkreises ent- fällt diese Induktivität L. Stattdessen wird eine die beiden Koppelkondensatoren Cl und C2 überbrückende Induktivität vorgesehen. Soll der Oszillator stattdessen durch einen Schwingquarz gesteuert werden, so tritt der den Schingquarz als Dielektrikum enthaltende Kondensator an die Stelle der im Falle der Verwendung eines Serien-Resonanzkreises zu verwendenden Induktivität.In the event that as a frequency-determining control element of the oscillator a parallel resonance circuit is provided, the resonant circuit inductance L forms a connection between the two end connections of the voltage divider C ', C, which bridges the two capacitors together with the divider point and also with one connection is connected to the supply terminal carrying the reference potential. In the case of a series resonance circuit, drops this inductance L. Instead, one of the two coupling capacitors C1 and C2 is used Inductance provided. Should the oscillator be replaced by a quartz crystal are controlled, then occurs the capacitor containing the quartz crystal as a dielectric instead of the one to be used in the case of using a series resonance circuit Inductance.

In allen Fällen ist jedoch der aus den beiden Kondensatoren C' und C gebildete Spannungsteiler vorgesehen, wobei die Anschaltung dieses Spannungsteilers an die beiden Kopplungskondensatoren C1 und C2, an das Bezugspotential, an den Widerstand R und di e die Gleichspannungsquelle stets der aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlichen Ausgestaltung entspricht. Dasselbe gilt auch, wenn im Falle einer besonders vorteilhaften Art der Schwingquarzsteuerdung der zweite Koppelkondensator C2 durch einen Schwingquarz gegeben ist.In all cases, however, is that of the two capacitors C 'and C formed voltage divider is provided, the connection of this voltage divider to the two coupling capacitors C1 and C2, to the reference potential, to the resistor R and di e, the direct voltage source, are always that which can be seen from FIGS. 1 and 2 Design corresponds. The same also applies if in the case of a particularly advantageous one Type of quartz oscillator control the second coupling capacitor C2 by a quartz oscillator given is.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, liegt der erste Kondensator des Spannungsteilers C' xlt seinem freien Anschluß am ersten Koppelkondensator C1 und über diesen an der Basis des ersten Oszillatortransistors T1. Andererseits liegt der zweite Kondensator C des kapazitiven Spannungsteilers mit seinem freien Anschluß an der das Bezugspotential führenden Versorgungsklemme, an die auch der negative Pol der dritten Gleichspannungsquelle U angeschlossen ist. Der positive Pol der dritten Gleichspan-* * nungsquelle U istüber den Widerstand R gemäß der Definition der Erfindung einerseits mit dem Teilerpunkt, also einem Schattungspunkt zwischen den beiden Kondensatoren C' und C des kapazitiven Spannungsteilers und andererseits mit dem vom Transistor T2 abgewandten Anschluß des zweiten Koppelkondensators C2 verbunden. Schließlich liegt im Falle der Verwendung eines Parallel-Resonanz-Schwingkreises als frequenzsteuerndes Organ, wie bereits bemerkt, die Schwingkreisinduktivität L an den Endanschlüssen des kapazitiven Spannungsteilers C', C Bei den bisher üblichen und unter Verwendung eines Differenzverstärkers T1, T2 aufgebauten Oszillatorschaltungen handelt es sich um sog. Zweipunktoszillatoren, bei denen die Basis des einen Transistors T1 mit dem Kollektor des zweiten Transistors T2 des Differenzverstärkers galvanisch oder kapazitiv verbunden ist. Der Mittenpunkt dieser Verbindung liegt dabei am Hochpunkt eines Parallel-Schwingkreises oder am Zwischenpunkt eines Serien-Resonanz-Schwingkreises. Die negative Steilheit des Admittanzverlaufs dieser Ankoppelpunkte sorgt dafür, daß die Schwingung am Ausgang des Oszillators erhalten bleibt. Jedoch führen die Blindanteile dieser Steilheit sowohl zu einer störenden Frequenzdrift als auch zu einer Verminderung des Durchstimmbereiches. Die endliche Verstärkung von der Basis des zweiten Transistors T2 des Differenzverstärkers zum Ausgang des Verstärkers am Kollektor des Transistors T2 reicht jedoch nicht immer aus, um den Schwingzustand aufrecht zu erhalten.As can be seen from Fig. 1 and 2, the first capacitor of the Voltage divider C 'xlt its free connection to the first coupling capacitor C1 and via this to the base of the first oscillator transistor T1. On the other hand lies the second capacitor C of the capacitive voltage divider with its free connection at the supply terminal carrying the reference potential, to which the negative Pole of the third DC voltage source U is connected. The positive pole of third DC voltage source U is via the resistor R according to the definition the invention on the one hand with the dividing point, so a shadow point between the two capacitors C 'and C of the capacitive voltage divider and on the other hand with the terminal of the second coupling capacitor C2 facing away from the transistor T2 tied together. Finally, in the case of using a parallel resonance circuit as a frequency-controlling organ, as already noted, the resonant circuit inductance L at the end connections of the capacitive voltage divider C ', C at the previously customary and constructed using a differential amplifier T1, T2 Oscillator circuits are so-called two-point oscillators, in which the Base of a transistor T1 to the collector of the second transistor T2 of the Differential amplifier is galvanically or capacitively connected. The midpoint of this The connection is at the high point of a parallel oscillating circuit or at the intermediate point a series resonance circuit. The negative slope of the admittance curve this coupling point ensures that the oscillation at the output of the oscillator preserved. However, the blind components of this steepness lead to both disturbing frequency drift as well as a reduction of the tuning range. The finite gain from the base of the second transistor T2 of the differential amplifier however, it is not sufficient for the output of the amplifier at the collector of transistor T2 always off in order to maintain the state of oscillation.

Wenn man nun entsprechend der Lehre der Erfindung einen den Eingang eines solchen Oszillators steuernden Schwingkreis oder Schwingquarz-Steuerkreis mit einer Serienkapazität C',C anstelle eines einfachen Kondensators C ausstattet und den Hochpunkt oder den Mittenpunkt eines solchen Schwingkreises bzw. Quarzsteuerkreises entsprechend den von der Erfindung gegebenen Vorschlägen an die Oszillatortransistoren T1 und T2 ankoppelt, so wird der parasitäre kapazitive und reale Anteil der aktiven Schaltung am Gesamtschwingkreis oder Quarzsteuerkreis wesentlich reduziert. Damit wird der Frequenzvariationsbereich vergrößert sowie die Schwingsicherheit erhöht und die Neigung zu einer Frequenzdrift drastisch reduziert.If you now according to the teaching of the invention one the input of such an oscillator controlling resonant circuit or quartz crystal control circuit with a series capacitance C ', C instead of a simple capacitor C. and the high point or the middle point of such an oscillating circuit or quartz control circuit according to the proposals given by the invention to the oscillator transistors T1 and T2 are coupled, so the parasitic capacitive and real part of the active Switching on the overall resonant circuit or quartz control circuit is significantly reduced. In order to the frequency variation range is enlarged and the vibration safety is increased and the tendency to frequency drift is drastically reduced.

ist der Oszillator für die Erzeugung von Betriebsfrequenzen im Fernsehbereich bestimmt, so wird man zweckmäßig den am ersten Kopplungskondensator Cl liegenden Kondensator C' des kapazitiven Spannungsteilers C',C in Form einer Kapazitätsdiode realisieren. Gegebenenfalls kann auch der andere Kondensator C durch eine Kapazitätsdiode gegeben sein, was sich z.B. für den Kabel-Fernsehbereich oder für den UKW-Bereich empfiehlt. Durch das von der dritten Gleichspannungsquelle U gelieferte und an den Widerstand R gelegte Potential läßt sich unter Vermittlung dieses Widerstands R die Kapazität der beiden Kondensatoren C' und C beeinflussen, insbesondere, wenn wenigstens einer dieser beiden Kondensatoren durch eine Halbleiter-Kapazitätsdiode, also eine Varaktordiode oder auch durch eine normale pn-tfbergangsdiode, realisiert ist.is the oscillator for generating operating frequencies in the television sector determined, one is expediently lying on the first coupling capacitor C1 Capacitor C 'of the capacitive voltage divider C', C in the form of a Capacitance diode realize. If necessary, the other capacitor C can also be a capacitance diode be given, which is e.g. for the cable television area or for the VHF area recommends. By the supplied by the third DC voltage source U and to the Resistance R applied potential can be mediated by this resistance R affect the capacitance of the two capacitors C 'and C, especially if at least one of these two capacitors through a semiconductor capacitance diode, in other words, a varactor diode or a normal pn-junction diode is.

Die Beeinflussung der Kapazitäten C' und C wirkt sich auf den Einstellungsbereich für die Schwingfrequenz vorteilhaft aus. Ist ein besonders großer Durchstimmbereich des Oszillators angestrebt, so kann man auch den ersten Koppelkondensator C1 in Serie mit einer weiteren Kapazitätsdiode schalten, die dann zweckmäßig zwischen dem Koppelkondensator Cl und dem ersten Kondensator C' des kapazitiven Spannungsteilers C#,C eingesetzt wird.Influencing the capacitances C 'and C affects the setting range advantageous for the oscillation frequency. Is a particularly large tuning range Desired of the oscillator, you can also use the first coupling capacitor C1 in Switch series with another capacitance diode, which is then useful between the coupling capacitor Cl and the first capacitor C 'of the capacitive voltage divider C #, C is used.

Es empfiehlt sich, die in Fig. 1 dargestellte Schaltung des Oszillators gemäß der Erfindung weitgehend monolithisch zusammenzufassen, so daß mit Ausnahme der Gleichspannungsquellen, der zu hohe Werte für die Integration aufweisenden Kapazitäten und Induktivitäten die aus Fig. 1 und auch aus Fig. 2 ersichtlichen Schaltungsteile in einem Chip vereinigt sind.It is advisable to use the oscillator circuit shown in FIG to summarize largely monolithically according to the invention, so that with the exception the DC voltage sources, the capacitances which have values that are too high for integration and inductances, the circuit parts shown in FIG. 1 and also in FIG. 2 are combined in one chip.

Geeignet für die Schaltung sind z.B. folgende Daten: Koppelkondensator Cl = 3,3 pF, Koppelkondensator C2 = 100 pF, Emittervorwiderstand R1= 300 Ohm, Kondensator C3 = 20 pF, Widerstand R2 = R3 = 3 kO, Lastwiderstände R4 = R5 = 400 Ohm, U1: 7 - 8 V, U3:2,8 V, U* : im Bereich von 0 - 28 V, Widerstand R etwa 47 kO. Für die Kondensatoren C1 und * C empfiehlt sich der Einsatz je einer der im Handel erhältlichen Kapazitätsdioden vom Typ BB609, insbesondere für den Einsatz der Schaltung beim Kabel-Fernsehen. Im übrigen bereitet es dem Fachmann keine besonderen Schwierigkeiten, die für einen bestimmten Einsatzbereich angebrachten Werte für die besagten Kapazitäten C' und C zu ermitteln.The following data, for example, are suitable for the circuit: Coupling capacitor Cl = 3.3 pF, coupling capacitor C2 = 100 pF, emitter series resistor R1 = 300 Ohm, capacitor C3 = 20 pF, resistance R2 = R3 = 3 kO, load resistances R4 = R5 = 400 Ohm, U1: 7 - 8 V, U3: 2.8 V, U *: in the range from 0 - 28 V, resistor R about 47 kO. For the For capacitors C1 and * C, we recommend using one of the commercially available capacitors Varicap diodes of the type BB609, in particular for using the Switching on cable television. Apart from that, it is of no particular concern to the person skilled in the art Difficulty finding the appropriate values for a specific area of application to determine the said capacities C 'and C.

Wie bereits angedeutet wurde, kann man den zum Kollektor des zweiten Transistors des Differenzverstärkers, also des Transistors T2, führenden Koppelkondensator C2 durch einen Schwingquarz ersetzen, so daß auf diese Weise die Schaltung für einen quarzgesteuerten Oszillator gemäß der Erfindung etwas vereinfacht werden kann. Damit entfällt auch die in dem anderen oben beschriebenen Falle der Schaltung bei Verwendung einer Schwingquarzsteuerung vorhandene unmittelbare Verbindung zwischen den beiden Koppelkondensatoren C1 und C2. Dies führt zu einem sog.As already indicated, one can connect to the collector of the second Transistor of the differential amplifier, that is to say of the transistor T2, leading coupling capacitor Replace C2 with an oscillating crystal, so that in this way the circuit for a quartz controlled oscillator according to the invention can be simplified somewhat. In order to the other case of switching described above is also omitted when using a quartz oscillator control, there is a direct connection between the two Coupling capacitors C1 and C2. This leads to a so-called.

Obertonoszillator.Overtone oscillator.

Die Vorteile und Möglichkeiten eines Oszillators gemäß der Erfindung kommen vor allem zum Tragen, wenn der Oszillator gemäß Fig. 2 durch eine nachgeschaltete Mischstufe zu einer Eingangsstufe für einen Uberlagerungsempfänger ergänzt wird.The advantages and possibilities of an oscillator according to the invention come into play especially when the oscillator according to FIG. 2 by a downstream Mixing stage is added to an input stage for a heterodyne receiver.

Die aus Fig. 2 ersichtliche Mischstufe besteht aus zwei Transistorpaaren T3 und T4 bzw. T5 und T6, wobei die einzelnen Transistoren vomselben Typ wie die Transistoren T1 und T2 des Oszillators sind. Die symmetrische Mischstufe kommt dadurch zustande, weil die npn-Transistoren T3 und T4 einerseits und die npn-Transistoren T5 und T6 andererseits über ihre Emitter paarweise miteinander verbunden sind und der Kollektor je eines Transistors der beiden Paare an die eine Ausgangsklemme Al und der Kollektor je eines der beiden anderen Transistoren der beiden Paare an die andere Ausgangsklemme A2 gelegt ist. Im gezeichneten Beispielsfall liegt der Kol- lektor des Transistors T3 und der Kollektor des Transistors T5 an der Klemme A1, der Kollektor des Transistors T4 und der Kollektor des Transistors T6 an der Klemme A2 des Ausgangs der Mischstufe.The mixer stage shown in FIG. 2 consists of two transistor pairs T3 and T4 or T5 and T6, the individual transistors of the same type as the Transistors T1 and T2 of the oscillator are. This creates the symmetrical mixer stage comes about because the npn transistors T3 and T4 on the one hand and the npn transistors T5 and T6, on the other hand, are connected to one another in pairs via their emitters and the collector of each transistor of the two pairs to the one output terminal Al and the collector of one of the other two transistors of the two pairs to the other output terminal A2 is connected. In the example shown, the col- editor of transistor T3 and the collector of transistor T5 at terminal A1, the collector of transistor T4 and the collector of transistor T6 at terminal A2 of the output the mixer stage.

Andererseits sind die Transistoren T3 und T6 als auch die Transistoren T5 und T4 zu je einem Transistorpaar über ihre Basisanschlüsse zusammengefaßt, indem die beiden Transistoren T3 und T6 gemeinsam vom Kollektor des ersten Oszillator-Transistors T1 sowie die beiden Transistoren T4 und T5 gemeinsam vom Kollektor des zweiten Oszillatortransistors T2 über ihre Basisanschlüsse gesteuert werden.On the other hand, the transistors T3 and T6 as well as the transistors T5 and T4 are combined into a transistor pair each via their base connections by the two transistors T3 and T6 together from the collector of the first oscillator transistor T1 and the two transistors T4 and T5 together from the collector of the second oscillator transistor T2 can be controlled via their base connections.

Ferner liegen die Emitter der Transistoren T3 und T4 am Kollektor eines weiteren npn-Transistors T7 sowie die Emitter der Transistoren T5 und T6 am Kollektor eines sechsten npn-Transistors der Mischstufe, der mit T8 bezeichnet ist. Die Emitter der beiden zuletzt genannten npn-Transistoren T7 und T8 liegen über einen gemeinsamen Emitter-Vorwiderstand an dem Bezugspotential, also an der oben.definierten Versorgungsklemme für das Bezugspotential. Der Emittervorwiderstand von T7 und T8 ist der Widerstand R4.Furthermore, the emitters of the transistors T3 and T4 are connected to the collector another npn transistor T7 and the emitters of the transistors T5 and T6 on Collector of a sixth npn transistor of the mixer, which is labeled T8. The emitters of the two last-mentioned npn transistors T7 and T8 are overlaid a common emitter series resistor at the reference potential, i.e. at the one defined above Supply terminal for the reference potential. The emitter series resistor of T7 and T8 is the resistor R4.

Eine vierte Gleichspannungsquelle U2 liegt mit ihrem nega-Pol an der genannten Versorgungsklemme für das Bezugspotential und mit ihrem positiven Pol über je einen Widerstand R5 bzw. R6 an der Basis des Transistors T7 unddes Transistors T8. Außerdem bilden die Basisanschlüsse der beiden Transistoren T7 und T8 je einen durch ein z.B.A fourth DC voltage source U2 has its negative pole on the named supply terminal for the reference potential and with its positive pole via a resistor R5 or R6 at the base of the transistor T7 and the transistor T8. In addition, the base connections of the two transistors T7 and T8 each form one by e.g.

über einen Vorverstärker (nicht dargestellt) geliefertes externes zu verarbeitendes Signal gemeinsam zu beaufschlagenden Anschluß EI, E2, also m.a.W. den Signaleingang der Mischstufe.external supplied via a preamplifier (not shown) signal to be processed jointly to be applied connection EI, E2, i.e. m.a.W. the signal input of the mixer.

Entsprechend der Lehre der Hauptanmeldung ist jeder der beiden Ausgangsklemmen Al*, A2 des Oszillators, d.h.also der Kollektor der Oszillatortransistoren T1 und T2, über je einen Widerstand R9 bzw. R10 an je einen Eingang eines Regelverstärkers V gelegt. Außerdem sind die beiden Widerstände R9 und RIO an den dem Transistor T1 bzw. T2 abgewandten Anschluß über einen Kondensator C4 miteinander verbunden.According to the teaching of the main application, each of the two output terminals is Al *, A2 of the oscillator, i.e. the collector of the oscillator transistors T1 and T2, via one resistor R9 or R10 to one input each Control amplifier V placed. In addition, the two resistors R9 and RIO are connected to the the connection facing away from the transistor T1 or T2 to one another via a capacitor C4 tied together.

Damit bildet der Widerstand R9 und der Widerstand R10 mit dem Kondensator C4 einen Tiefpaß, durch den der Regelverstärker V gesteuert wird. Der Signalausgang des Regelverstärkers V liegt unmittelbar an der Basis des zweiten Oszillatortransistors T2. Der Tiefpaß R9, RIO, C4 wird so dimensioniert, daß das Auftreten der Oszillatorschwingung am Eingang des Regelverstärkers V völlig unterdrückt wird. Dies führt dazu, daß die über den Regelverstärker V führende Gegenkopplung rein gleichstrommäßig wird. Die Folge davon ist, daß dieim Prinzip unvermeidbare Unsymmetrie der Potentialänderungen an den beiden Ausgangsklem-* * men Al , A2 des Oszillators vermindert wird. Dies wirkt sich im Sinne einer Unterdrückung des Oszillatorrauschens sowie einer Kompensation weiterer, vom Oszillator her-Muhrender Störungen auf das vom Ausgang Al, A2 der Mischstufe gelieferte ZF-Signal aus.This forms the resistor R9 and the resistor R10 with the capacitor C4 a low-pass filter through which the control amplifier V is controlled. The signal output of the control amplifier V is directly connected to the base of the second oscillator transistor T2. The low-pass filter R9, RIO, C4 is dimensioned so that the oscillator oscillation occurs at the input of the control amplifier V is completely suppressed. This leads to the negative feedback leading via the control amplifier V is purely direct current. The consequence of this is that the asymmetry of the potential changes, which is inevitable in principle at the two output terminals Al, A2 of the oscillator is reduced. this acts in terms of a suppression of the oscillator noise as well as a compensation further disturbances caused by the oscillator on the output A1, A2 of the IF signal supplied to the mixer.

Verständlich wird nun, daß die durch die vorliegende Erfindung erreichte Verbesserung hinsichtlich des Betriebs des Oszillators sich auch im günstigen Sinne auf das am Ausgang der Mischstufe anfallende Signal auswirken muß.It will now be understood that that achieved by the present invention Improvement in terms of the operation of the oscillator is also beneficial must affect the signal occurring at the output of the mixer.

Eine vorteilhafte und monolithisch zusammenfaßbare Oszillatorschaltung gemäß der Hauptanmeldung ist dort im Detail gebracht. Will man diese Schaltung im Sinne der vorliegenden Erfindung verbessern, so wird man den dort im Schwingkreis 25 vorgesehenen Kondensator C als Spannungsteiler aus zwei hintereinandergeschalteten Kondensatoren C',C realisieren und diese - zusammen mit einer weiteren Gleichspannungsquelle entsprechend der Gleichspannungsquelle U und einem Widerstand entsprechend dem Widerstand R - im Sinne der Fig. 1 und 2 der vorliegenden Anmeldung an den dem ersten Koppelkondensator C1 entsprechenden Kondensator 28 sowie an den dem zweiten Koppelkondensator C2 entsprechenden Kondensator 29 anschalten.An advantageous and monolithically summarizable oscillator circuit according to the main application is brought there in detail. If you want this circuit in Improve the sense of the present invention, so you will there in the resonant circuit 25 provided capacitor C as a voltage divider from two series-connected Realize capacitors C ', C and these - together with a further DC voltage source according to the DC voltage source U and a resistor corresponding to the resistance R - in the sense of FIGS. 1 and 2 of the present application to the capacitor 28 corresponding to the first coupling capacitor C1 and to the the second coupling capacitor C2 turn on the corresponding capacitor 29.

Abschließend ist zu der vorliegenden Transistor-Oszillatorschaltung gemäß der Erfindung noch zu sagen, daß anstelle von npn-Transistoren im Prinzip auch pnp-Transistoren verwendet werden können, da auch dann die von der Erfindung angestrebte Wirkung erreicht wird. Auch eine Realisierung in MOS-Technik ist möglich, zumal man auch dann geeignete Möglichkeiten zur Realisierung von Widerständen und Kondensatoren zur Verfügung hat und Differenzverstärker mit source-gekoppelten MOS-Transistoren, insbesondere vom Anreicherungstyp, ebenfalls zum Stande der Technik gehören.Finally, the present transistor oscillator circuit according to the invention still to say that instead of npn transistors in principle pnp transistors can also be used, since those of the invention desired effect is achieved. Realization in MOS technology is also possible, especially since one then also has suitable options for realizing resistances and Has capacitors available and differential amplifiers with source-coupled MOS transistors, in particular of the enrichment type, also belong to the state of the art.

2 Figuren 7 Patentanspruche2 Figures 7 claims

Claims

Claims 1. Transistor oscillator circuit in which the resonant circuit or crystal-controlled oscillator through a feedback differential amplifier given and in the one belonging to the frequency-determining control element of the oscillator Capacitor via a first coupling capacitor to the base of the first transistor of the differential amplifier is connected, in which the emitter of this first The transistor on the one hand with the emitter of the second transistor of the differential amplifier and also - especially using a resistor - with the reference potential leading supply terminal of the oscillator circuit is connected, while the - collectors of the two, each forming an output terminal of the oscillator circuit Transistors each via a load resistor to which the first operating potential leads Supply terminal are placed, in which the base of the second transistor continues of the differential amplifier -over another capacitor to the reference potential leading supply kiemme laid and also via the series connection of two resistors to the base of the first transistor of the differential amplifier and a circuit point between these two resistors via a second DC voltage source with the the reference potential leading supply terminal is connected, and finally a connection between the collector provided by a second coupling capacitor of the second transistor of the differential amplifier and the one in the frequency-determining one Control member of the oscillator provided capacitor is provided, in particular according to patent application P 30 41 392.4 (VpA 80 P 1179), characterized in that the capacitor (C ') in the frequency-determining control element with its one connection at the first leading to the first transistor (i) of the differential amplifier (T1, T2) Coupling capacitor (C1) and with its second connection to the for Collector of the second transistor (T2) of the differential amplifier leading second Coupling capacitor (C2) is directly connected * that a further capacitor (C) is provided in the frequency-determining control member, such that this further Capacitor (C) with its one terminal with that of the second transistor (T2) of the Differential amplifier remote terminal of the second coupling capacitor (C2) directly as well as via a resistor (R) to one pole of a third DC voltage source (u *) is connected, while the other terminal of this further capacitor (C *) in the frequency-determining control element and the other pole of the third DC voltage source (U) directly to the supply terminal of the oscillator circuit carrying the reference potential lie.

2.) oscillator circuit according to claim 1, characterized in that that the first transistor (T1), the second transistor (T2) of the differential amplifier is given by a bipolar NPN transistor each, which are combined monolithically are.

3.) Oscillator circuit according to one of claims 1 or 2, characterized characterized in that at least one of the two in dem.frequency-determining control member provided capacitors is given by a semiconductor capacitance diode.

4.) Oscillator circuit according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the first coupling capacitor (C1) is connected in series a fixed capacitor is given with a tunable capacitor, the Fixed capacitor directly at the base of the first transistor (T1) of the differential amplifier and the tunable capacitor directly on the first capacitor (C ') of the frequency-determining Control body lies.

5.) Oscillator circuit according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the series connection of the two capacitors (C ', C) in the frequency-determining Control organ of the oscillator (T1, T2) are bridged by an inductance (L) and the control element is designed as a parallel resonance oscillating circuit.

6.) Oscillator circuit according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the series connection of the two capacitors (C ', C) in the frequency-determining control element of the oscillator (T1, T2) in series with a resonant circuit inductance or a quartz oscillator and the second coupling capacitor (C2) are connected in this way is that the oscillating circuit inductance or the oscillating crystal capacitor between the second coupling capacitor (C2) and the first capacitor (C ').

7.) Oscillator circuit according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the second coupling capacitor (C2) by an oscillating crystal capacitor given is.