DE3339512A1

DE3339512A1 - Oberwellen-quarzoszillator in kapazitiver dreipunktschaltung

Info

Publication number: DE3339512A1
Application number: DE19833339512
Authority: DE
Inventors: Werner Ing.(grad.) 8000 München Kabl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-10-31
Filing date: 1983-10-31
Publication date: 1985-05-09
Also published as: DE3339512C2

Description

Oberwellen-Quarzoszillator in kapazitiver Dreipunkt-
schaltung Die Erfindung betrifft einen Oberwellen-Quarzoszillator in kapazitiver Dreipunktschaltung mit einem Parallelschwingkreis, der aus einem Quarz und einer parallel liegenden Reihenschaltung zweier Kondensatoren gebildet wird.
In der Funkschau Heft 21, Jahrgang 1982, Seiten 75, 76, 81 und 82 sind verschiedene Quarzschaltungen mit und ohne zusätzlichem LC-Schwingkreis angegeben. Bei Oberwellen-Quarzoszillatoren werden Parallelschwingkreise verwendet, die auf ein ungerades Vielfaches der Grundschwingung abgestimmt sind. Der Quarz liegt meist im Rückkopplungszweig und bestimmt durch eine Oberwellenresonanz die genaue Frequenz. Der LC-Schwingkreis muß hierbei relativ genau abgestimmt sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Oberwellen-Quarzoszillator mit einfacher Schaltungsanordnung anzugeben.
Ausgehend vom einleitend beschriebenen Stand der Technik wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zu einem dieser Kondensatoren ein auf die Grundfrequenz des Quarzes abgestimmter Serienschwingkreis parallelgeschaltet ist.
Im Gegensatz zu den bisher bekannten Schaltungsanordnungen wird bei diesem Quarzoszillator lediglich vermieden, daß der Quarz in seiner Grundwelle schwingen kann. Dies geschieht durch den Serienschwingkreis, der parallel zu einem der zwei in Serie geschalteten Kondensatoren liegt.
Hierdurch ist der Einfluß des Serienschwingkreises bei der gewünschten Oszillatorfrequenz äußerst gering. Da der Oberwellen-Quarzoszillator mindestens auf der dreifachen Grundwelle schwingt, werden nur geringe Anforderungen an den Serienschwingkreis gestellt. Auf eine Abstimmung des Serienschwingkreises kann meist verzichtet werden. Der Oberwellen-Quarzoszillator schwingt stets auf der dritten oberwelle, die am stärksten nach der Grundwelle ausgepragt ist.
Es ist vorteilhaft, daß ein in Kollektorschaltung betriebener Transistor vorgesehen ist, daß der Parallelschwingkreis zwischen Basis und Masse angeordnet ist, daß der Verbindungspunkt zwischen den zum Quarz parallelgeschalteten Kondensatoren direkt mit dem Emitter verbunden ist und daß der Serienschwingkreis wechselspannungsmäßig parallel zum zweiten Kondensator und zum Emitterwiderstand geschaltet ist.
Die Kollektorgrundschaltung ist bei Quarzoszillatoren im mittleren Bereich zwischen 5 und 40 MHz besonders beliebt.
Da der Serienschwingkreis parallel zum zweiten Kondensator liegt, wirkt er sich nicht weiter störend auf die Schwingfrequenz aus.
Es ist vorteilhaft, daß ein in Emitterschaltung betriebener Transistor vorgesehen ist, daß der Parallelschwingkreis zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors angeordnet ist, daß der Verbindungspunkt zwischen den zwei Kondensatoren wechselspannungsmäßig an Masse geschaltet ist und daß der Serienschwingkreis zwischen Kollektor und Emitter angeordnet ist.
Diese Schaltungsanordnung eignet sich für niedrigere Frequenzen. Der Serienschwingkreis schließt den Kollektor des Transistors für die Grundwelle kurz und unterbindet daher sicher ein Anschwingen auf dieserGrundwelle.
Bei der Basisschaltung wird der Serienschwingkreis ebenfalls wechselspannungsmäßig parallel zum Emitterwiderstand angeordnet.
Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen Oberwellen-Quarzoszillator in Emitterschaltung und Fig. 2 einen Oberwellen-Quarzoszillator in Kollektorschaltung.
Der in Fig. 1 dargestellte Quarzoszillator enthält als Verstärkerelement einen Transistor TR. Zwischen Kollektor und Basis ist der Quarz Q in Serie mit einem Ziehkondensator CQ angeschlossen. Parallel hierzu liegt eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren C1 und C2, deren-gemeinsamer Verbindungspunkt an den Emitter des Transistors TR und damit an Masse angeschlossen ist. Zwischen Kollektor und Basis des Transistors TR liegt ein Basiswiderstand RB. Zur Spannungsversorgung ist der Kollektor des Transistors über einen Widerstand R5 an ein positives Potential +U angeschaltet. Anstelle dieses Widerstandes kann vorteilhaft eine Drossel verwendet werden. Ein Siebkondensator C3 liegt zwischen dem positiven Potential +U und Masse.
Ein Serienschwingkreis LO, CO ist parallel zum ersten Kondensator C1 zwischen Kollektor und Emitter des Transistors angeschlossen. Durch Verändern des Kondensators CO kann der Serienschwingkreis abgestimmt werden.
Diese Schaltungsanordnung ist als kapazitive Dreipunktschaltung oder Colpitts-Schaltung bekannt. Durch den Quarz Q, dessen Ziehkondensator CQ und die in Serie geschalteten Kondensatoren C1, C2 ist ein Parallelschwingkreis gebildet worden. Dieser würde gewöhnlich auf der Grundwelle schwingen, da der Quarz und damit der Parallelschwingkreis-hier die größte Güte aufweist. Dies wird jedoch durch den Serienschwingkreis LO, CO verhindert.
In Fig. 2 ist ein Oberwellen-Quarzoszillator in Kollektorschaltung dargestellt. Der Kollektor des Transistors TR liegt direkt an dem positiven Versorgungspotential +u.
Der Emitter des Transistors liegt über einen Emittexwiderstand RE an Masse. Der Quarz Q mit Ziehkondensator CQ und die Reihenschaltung der beiden Kondensatoren C1, C2 liegen diesmal zwischen Basis und Masse. Ein Spannungsteiler Ril und RB2 sorgt für einen geeigneten Arbeitspunkt des Transistors TR. Der Verbindungspunkt der beiden Kondensatoren C1 und C2 ist mit dem Emitter verbunden, der gleichzeitig den Schaltungsausgang A darstellt.
Zwischen dem Versorgungspotential +U und Masse ist wieder ein Siebkondensator C3 eingeschaltet.
Auch diese Schaltungsanordnung ist im Prinzip bekannt.
Durch den Serienschwingkreis LO, CO soll ein Anschwingen auf der Grundwelle verhindert werden. Der Serienschwingkreis wird parallel zum zweiten Kondensator C2 und damit zum Emitterwiderstand RE geschaltet. Hier wird ein Schwingen auf der Grundwelle sicher verhindert, da. der Serienschwingkreis LO, CO bei Resonanz praktisch keinen Widerstand aufweist und somit ein Schwingen auf der Grundwelle verhindert. Die Induktivität des Serienschwingkreises ist einstellbar.
4 Patentansprüche 2 Figuren - Leerseite -

Claims

Patentansprüche Oberwellen-Quarzoszillator in kapazitiver Dreipunktschaltung mit einem Parallelschwingkreis, der aus einem Quarz (Q) und einer parallel liegenden Reihenschaltung zweier Kondensatoren (C1, C2) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem dieser Kondensatoren (C1, C2) ein auf die Grundfrequenz des Quarzes abgestimmter Serienschwingkreis (LO, CO) parallelgeschaltet ist.
2. Oberwellen-Quarzoszillator nach Anspruch 1, dadurch gek e n n z ei c h ne t, daß ein in Kollektorschaltung betriebener Transistor (TR) vorgesehen ist, daß der Parallelschwingkreis zwischen Basis und Masse angeordnet ist, daß der Verbindungspunkt zwischen den zum Quarz (Q) parallelgeschalteten Kondensatoren (C1, C2) direkt mit dem Emitter verbunden ist und daß der Serienschwingkreis wechselspannungsmäßig parallel zum zweiten Kondensator (C2) und zum Emitterwiderstand (RE) geschaltet ist.
3. Oberwellen-Quarzoszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Entitterschaltung betriebener Transistor (TR) vorgesehen ist, daß der Parallelschwingkreis zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors angeordnet ist, daß der Verbindüngspunkt zwischen den zwei Kondensatoren (C1, C2) wechselspannungsmäßig an Masse geschaltet ist und daß der Serienschwingkreis (LO, CO) zwischen Kollektor und Emitter angeordnet ist.
4. Oberwellen-Quarzoszillator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gek e n n z ei c h ne t, daß die Induktivitat (LO) des Serienschwingkreises einstellbar ist.