DE3124492C2

DE3124492C2 -

Info

Publication number: DE3124492C2
Application number: DE3124492A
Authority: DE
Inventors: Manfred Franke; Dieter Ing.(Grad.) 1000 Berlin De Waizenegger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-06-23
Filing date: 1981-06-23
Publication date: 1990-08-30
Also published as: DE3124492A1

Description

Die Erfindung geht von einer frequenzmodulierbaren Hochfrequenzoszillator schaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus, wie sie aus der DE-AS 20 00 582 bekannt ist.

Bei der bekannten, für Funkgeräte bestimmten Hochfrequenzoszillatorschaltung ist ein durch internationale Normen vorgegebener hoher Frequenzhub von zum Beispiel 5 kHz nur zu erreichen, wenn die Modulationsspannung größer als ca. 3,6 V ist. Auch in dem Fall, daß die Modulationsspannung mehr als 3,6 V beträgt, kann eine einwandfreie Funktion der Schaltung nur gewährleistet werden, wenn eine zusätzliche Kompensation durch Vorverzerrung angewendet wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltung besteht darin, daß als aktives Verstärkerbauelement ein diskreter bipolarer Transistor erforderlich ist.

Weiterhin ist es aus der Technik der quarzgesteuerten Uhren bekannt, als aktives Bauelement eine Inverterstufe eines integrierten MOS- oder MOSFET- Schaltkreises zu verwenden. An eine Frequenzmodulation des Quarzoszillators ist dabei jedoch nicht gedacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte frequenzmodulierbare Oszillatorschaltung so weiterzuentwickeln, daß als Modulations spannung eine Spannung von nur 2 V ausreicht, um einen hohen Frequenzhub zu erreichen.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Hochfrequenzoszillatorschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.

Als Vorteil ist es bei der Hochfrequenzoszillatorschaltung ferner anzusehen, daß für den aktiven Teil der frequenzmodulier baren Oszillatorschaltung eine Inverterstufe eingesetzt wird, die in modernen Funkgeräten zu mehreren zu einem integrierten MOS- oder MOSFET-Schaltkreis zusmmengefaßt sind. Dadurch kann auf den bisher erforderlichen diskreten Transistor für die Oszillatorschaltung verzichtet werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen frequenzmodulierbaren Hoch frequenzoszillatorschaltung möglich. Besonders vorteilhaft ist eine frequenzmodulierbare Hochfrequenzoszillatorschal tung, bei der zwischen dem zweiten Knotenpunkt und der Kapazitätsdiode ein Kondensator vorgesehen ist und bei der an einem zwischen dem Kondensator und der Kapazitäts diode vorhandenen dritten Knotenpunkt eine Gleich spannung zur Vorspannung der Kapazitätsdiode liegt. Auf diese Weise kann die Vorspannung für die Kapazitätsdiode unabhängig von der Größe der Betriebsspannung für die übrige Schaltung bereitgestellt werden. Dabei ist es insbesondere auch möglich, eine zusätzliche Siebung für die als Vor spannung dienende Gleichspannung vorzusehen. Weiterhin kann in der Zuleitung ein temperaturabhängiges Netzwerk vorhanden sein, das zur Temperaturkompensation des Schwingquarzes dient.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand zweier Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen frequenz modulierbaren Hochfrequenzoszillatorschaltung in einer ersten Ausführungsform und

Fig. 2 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Hochfrequenzoszillatorschaltung in einer zweiten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße frequenzmodulierbare Hochfrequenzoszillatorschaltung gezeigt, die als aktives Verstärkerbauelement eine Inverterstufe 10 aufweist, zwischen deren Eingang 11 und Ausgang 12 eine Reihen schaltung aus einem Widerstand 13, einer einstellbaren Induktivität 14 und einer Parallelschaltung aus einem Schwingquarz 15 und einer Induktivität 16 mit einer An zapfung 17 liegt.

Die einstellbare Induktivität 14 und die Parallelschaltung aus dem Schwingquarz 15 und der Induktivität 16 bilden den Längszweig eines in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien gekennzeichnete π-Gliedes 18, dessen erstes zwischen einem ersten Knotenpunkt 20 und Masse liegendes Quer glied aus einer Reihenschaltung einer Kapazitätsdiode 21 und eines Widerstandes 22, dem ein Kondensator 23 parallel geschaltet ist, besteht. Das zweite Querglied des π-Gliedes 18 bildet ein Kondensator 24, der zwischen dem Eingang 11 der Inverterstufe 10 und Masse liegt. Ein Modu lationseingang 25 zum Zuführen der Modulationsspannung U _Mod ist mit einem zweiten Verbindungspunkt 30 zwischen der Kapazitätsdiode 21 und dem Widerstand 22 verbunden.

Zwischen dem Ausgang 12 der Inverterstufe 10 und Masse liegt noch eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 26 und einem Parallelresonanzkreis 27, der eine Induktivi tät 28 und einen Kondensator 29 aufweist.

Die Inverterstufe 10 besteht aus zwei Feldeffekttransistoren 31 und 32 verschiedenen Leitfähigkeitstyps, deren Gate- Elektroden miteinander verbunden sind und den Eingang 11 bilden. Die Ausgangselektroden sind ebenfalls miteinander verbunden und bilden den Ausgang 12. Die Elektroden zum Zuführen der Speisespannung liegen zwischen einem Punkt positiven Potentials U _DD und Masse.

Die Inverterstufe 10 gehört zu einem MOS- oder MOSFET- Schaltkreis 33, der noch weitere Inverterstufen enthält und Bestandteil des Funkgerätes ist. Beispielsweise gehören die weiteren Inverterstufen zu einem Frequenzteiler einer PLL- (Phase-locked-loop-)Schaltung, die zur Frequenzaufbereitung in einem Funkgerät dient.

Der Parallelresonanzkreis 27 ist auf die Resonanzfrequenz des Quarzes abgestimmt und hat die Aufgabe, das Schwingen des Oszillators auf anderen, nicht gewünschten Frequenzen zu verhindern. Die Kapazitätsdiode 21 erhält ihre Vorspan nung aus dem an dem Ausgang 12 der Inverterstufe 10 abgegrif fenen halben Betriebspotential U _DD über die Widerstände 13 und 22. Der Kondensator 23 dient zur Hochfrequenzabblockung. Der Widerstand 22 ist gleichzeitig der Abschlußwiderstand für die Modulationsspannung U _Mod, die gegebenenfalls auch eine Frequenz von Null Hertz haben kann (Gleichstrommodula tion zur Frequenz-Umtastung in digitalen Übertragungssystemen). Die abstimmbare Induktivität 14 ist derart bemessen und abge stimmt, daß das π-Glied 18 auf der Frequenz des in Serien resonanz schwingenden Quarzes schwingt. Durch Wahl des Anzapfpunktes der Induktivtät 16 ist eine Transformierung der Ersatzdaten des Schwingquarzes 15 möglich, wodurch größere Modulationshübe zu erreichen sind. Es kann aber auch gegebenenfalls auf eine Anzapfung der Induktivtät 16 verzich tet werden, wobei die Induktivität 50 (Fig. 2) dann lediglich zur Kompensation der im Ersatzschaltbild eines Schwingquarzes enthaltenden Parallelkapazität dient.

Das Anschwingen der Hochfrequenzoszillatorschaltung erfolgt durch die Gleichstromgegenkopplung vom Ausgang 12 der Inverterstufe 10 zum Eingang 11 über den Widerstand 13, die einstellbare Induktivität 14 und einen Teil der Induktivi tät 16.

Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird der Kapazi tätsdiode 21 die erforderliche Vorspannung getrennt zuge führt. Zu diesem Zweck ist zwischen dem ersten Knotenpunkt 20 und der Kapazitätsdiode 21 ein Kondensator 35 zur Gleich stromerzeugung vorgesehen. Hierzu wird einem Anschluß 36 ein Gleichstrompotential U _K zugeführt, das über ein Siebglied 37 an den dritten Knotenpunkt 40 gelangt. Das Siebglied besteht aus einem Kondensator 38 im Querzweig und einem Widerstand 39 im Längszweig. Auf diese Weise kann die Vor spannung für die Kapazitätsdiode 21 unabhängig von der Größe der Betriebsspannung U _DD gewählt werden. Das Siebglied dient zur Siebung der Gleichspannung U _K.

Alternativ kann die Vorspannung auch folgendermaßen getrennt erzeugt werden; vgl. in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnete Schaltungseinzelheit. Hierzu wird die Betriebsgleichspannung U _DD einem Anschluß 42 eines Netzwerks 43 zugeführt, dessen Ausgang über das Siebglied 37 mit dem dritten Knotenpunkt 40 in Verbindung steht. Das Netzwerk 43 ist ein temperaturabhängiges Netzwerk zur Temperaturkompensation des Schwingquarzes.

Claims

1. Frequenzmodulierbare Hochfrequenzoszillatorschaltung für Funkgeräte mit einem aktiven Verstärkerelement, mit dessen Eingangselektrode eine erste Reihenschaltung aus einem Widerstand, einer abstimmbaren Induktivität und einem Schwingquarz verbunden ist, wobei ein erster Knotenpunkt zwischen dem Widerstand und der Induktivität über eine durch die Modulationsspannung ansteuerbare Kapazitätsdiode mit Masse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Verstärkerbauelement eine Inverterstufe (10) eines in dem Funkgerät vorhandenen integrierten MOS- oder MOSFET-Schaltkreises (33) ist, daß die erste Reihenschaltung (13, 14, 15) zwischen dem Aus gang (12) der Inverterstufe (10) und deren Eingang (11) liegt, daß zwischen dem Ausgang (12) der Inverterstufe (10) und Masse eine zweite Reihenschaltung aus einem Kondensator (26) und einem Parallelresonanzkreis (28, 29) liegt, daß der erste Knotenpunkt (20) über die Kapazitätsdiode (21) und einen weiteren Widerstand (22), dem ein Kondensator (23) parallel geschaltet ist, mit Masse verbunden ist und daß einem zweiten Knotenpunkt (30) zwischen der Kapazitäts diode (21) und dem weiteren Widerstand (22) die Modulationsspannung (U _Mod) zugeführt ist.

2. Hochfrequenzoszillatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Knotenpunkt (30) und der Kapazitätsdiode (21) ein weiterer Kondensator (35) vorgesehen ist und daß an einem zwischen dem weiteren Kondensator (35) und der Kapazitätsdiode (21) befindlichen dritten Knotenpunkt (40) eine Gleichspannung (U _K) als Vor spannung für die Kapazitätsdiode (21) liegt.

3. Hochfrequenzoszillatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwingquarz (15) eine Induktivi tät (16) mit einer Anzapfung (17) parallel geschaltet ist und daß die Anzapfung (17) mit dem dem Schwingquarz (15) zuge wandten Anschluß der einstellbaren Induktivität (14) der ersten Reihenschaltung (13, 14, 15) verbunden ist.

4. Hochfrequenzoszillatorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung zu dem dritten Knotenpunkt (40) ein Siebglied (37) liegt.

5. Hochfrequenzoszillatorschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebglied (37) ein RC-Glied mit einem Kondensator (38) im Querzweig und einem Widerstand (39) im Längszweig ist.

6. Hochfrequenzoszillatorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung zu dem dritten Knotenpunkt (40) ein Netzwerk (43) zur Temperaturkompen sation des Schwingquarzes (15) liegt, dem die Betriebs spannung (U _DD) zugeführt ist.

7. Hochfrequenzoszillatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwingquarz (15) eine Induktivi tät (50) zur Kompensation seiner Kapazität parallel geschaltet ist.