DE3339512C2

DE3339512C2 -

Info

Publication number: DE3339512C2
Application number: DE19833339512
Authority: DE
Inventors: Werner Ing.(Grad.) 8000 Muenchen De Kabl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-10-31
Filing date: 1983-10-31
Publication date: 1987-10-15
Also published as: DE3339512A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Oberwellen-Quarzoszillator in kapazitiver Dreipunktschaltung mit einem Parallel schwingkreis, 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 Ober wellen-Quarzoszillatoren werden Parallelschwingkreise verwendet, die auf ein ungerades Vielfaches der Grund schwingung abgestimmt sind. Der Quarz liegt meist im Rückkopplungszweig und bestimmt durch eine Oberwellen resonanz die genaue Frequenz. Der LC-Schwingkreis muß hierbei relativ genau abgestimmt sein.

Aus der DE-OS 31 05 134 ist ein Oberwellen-Quarzoszillator be kannt, der als Colputs-Oszillator arbeitet. Dem Emitter eines als Verstärker arbeitenden Transistors ist die Reihenschaltung eines Oberton-Quarzresonators und eine Verstimmungskapazität pa rallelgeschaltet. Ein zwischen Basis und Masseanschluß liegen der Serienschwingkreis ist über eine Kapazität mit dem Emitter verbunden. Der Serienschwingkreis dient zur Auswahl der ge wünschten Obertonschwingung.

In der US-PS 38 75 533 ist ein weiterer Oberwellen-Quarzoszil lator beschrieben, der in einem Rückkopplungszweig eine Induk tivität und verschiedene Kapazitäten sowie einen Transformator aufweist. Die Schaltung ermöglicht die Auswahl der Oberwelle und eine Neutralisation der parasitären Quarzkapazität.

In der DE-OS 24 39 531 ist ein rauscharmer HF-Signalgenerator beschrieben, bei dem wahlweise eine von mehreren frequenzbe stimmenden Reihenschaltungen eines Quarzes mit einem Ziehkonden sator zwischen Basis und Emitter eines Transistors einschaltbar ist. Der Oszillator schwingt auf der Grundfrequenz des Quarzes, die dritte Oberwelle wird durch einen Serienschwingkreis unter drückt. Die Rauscharmut wird durch einen frequenzabhängigen Rückkopplungszweig verbessert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Oberwellen-Quarz oszillator 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 ab gestimmter Serienschwingkreis parallelgeschaltet ist.

Im Gegensatz zu den bisher bekannten Schaltungsanordnun gen 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 drei fachen Grundwelle schwingt, werden nur geringe Anforde rungen an den Serienschwingkreis gestellt. Auf eine Ab stimmung des Serienschwingkreises kann meist verzichtet werden. Der Oberwellen-Quarzoszillator schwingt stets auf der dritten Oberwelle, die am stärksten nach der Grund welle ausgeprägt ist.

Es ist vorteilhaft, daß ein in Kollektorschaltung betrie bener Transistor vorgesehen ist, daß der Parallelschwing kreis zwischen Basis und Masse angeordnet ist, daß der Verbindungspunkt zwischen den zum Quarz parallelgeschal teten Kondensatoren direkt mit dem Emitter verbunden ist und daß der Serienschwingkreis wechselspannungsmäßig pa rallel 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 Schwing frequenz aus.

Es ist vorteilhaft, daß ein in Emitterschaltung betrie bener Transistor vorgesehen ist, daß der Parallelschwing kreis zwischen dem Kollektor und der Basis des Transi stors 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 dieser Grundwelle.

Bei der Basisschaltung wird der Serienschwingkreis eben falls wechselspannungsmäßig parallel zum Emitterwider stand angeordnet.

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Oberwellen-Quarzoszillator in Emitterschal tung und

Fig. 2 einen Oberwellen-Quarzoszillator in Kollektor schaltung.

Der in Fig. 1 dargestellte Quarzoszillator enthält als Verstärkerelement einen Transisotor TR. Zwischen Kollektor und Basis ist der Quarz Q in Serie mit einem Ziehkonden sator CQ angeschlossen. Parallel hierzu liegt eine Rei henschaltung zweier Kondensatoren C 1 und C 2, deren ge meinsamer Verbindungspunkt an den Emitter des Transi stors TR und damit an Masse angeschlossen ist. Zwischen Kollektor und Basis des Transistors TR liegt ein Basis widerstand RB. Zur Spannungsversorgung ist der Kollektor des Transistors über einen Widerstand R 5 an ein positi ves Potential +U angeschaltet. Anstelle dieses Widerstan des kann vorteilhaft eine Drossel verwendet werden. Ein Siebkondensator C 3 liegt zwischen dem positiven Poten tial +U und Masse.

Ein Serienschwingkreis L 0, C 0 ist parallel zum ersten Kondensator C 1 zwischen Kollektor und Emitter des Transi stors angeschlossen. Durch Verändern des Kollektors C 0 kann der Serienschwingkreis abgestimmt werden.

Diese Schaltungsanordnung ist als kapazitive Dreipunkt schaltung oder Colpitts-Schaltung bekannt. Durch den Quarz Q, dessen Ziehkondensator CQ und die in Serie ge schalteten Kondensatoren C 1, C 2 ist ein Parallelschwing kreis gebildet worden. Dieser würde gewöhnlich auf der Grundwelle schwingen, da der Quarz und damit der Paral lelschwingkreis hier die größte Güte aufweist. Dies wird jedoch durch den Serienschwingkreis L 0, C 0 verhindert.

In Fig. 2 ist ein Oberwellen-Quarzoszillator in Kollek torschaltung dargestellt. Der Kollektor des Transistors TR liegt direkt an dem positiven Versorgungspotential +U. Der Emitter des Transistors liegt über einen Emitterwi derstand RE an Masse. Der Quarz Q mit Ziehkondensator CQ und die Reihenschaltung der beiden Kondensatoren C 1, C 2 liegen diesmal zwischen Basis und Masse. Ein Spannungs teiler RB 1 und RB 2 sorgt für einen geeigneten Arbeits punkt des Transistors TR. Der Verbindungspunkt der bei den Kondensatoren C 1 und C 2 ist mit dem Emitter verbun den, der gleichzeitig den Schaltungsausgang A darstellt. Zwischen dem Versorgungspotential +U und Masse ist wie der ein Siebkondensator C 3 eingeschaltet.

Auch diese Schaltunganordnung ist im Prinzip bekannt. Durch den Serienschwingkreis L 0, C 0 soll ein An schwingen auf der Grundwelle verhindert werden. Der Serienschwingkreis wird parallel zum zweiten Kondensator C 2 und damit zum Emitterwiderstand RE geschaltet. Hier wird ein Schwingen auf der Grundwelle sicher verhindert, da der Serienschwingkreis L 0, C 0 bei Resonanz praktisch keinen Widerstand aufweist und somit ein Schwingen auf der Grundwelle verhindert. Die Induktivität des Serien schwingkreises ist einstellbar.

Claims

1. Oberwellen-Quarzoszillator in kapazitiver Dreipunkt schaltung mit einem Parallelschwingkreis, der aus einem Quarz (Q) und einer parallelliegenden Reihenschaltung zweier Kondensatoren (C 1, C 2) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem dieser Kondensatoren (C 1, C 2) ein auf die Grundfrequenz des Quarzes abgestimmter Serienschwingkreis (L 0, C 0) parallelgeschaltet ist.

2. Oberwellen-Quarzoszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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 Kondensa toren (C 1, C 2) direkt mit dem Emitter verbunden ist und daß der Serienschwingkreis wechselspannungsmäßig parallel zum zweiten Kondensator (C 2) und zum Emitterwiderstand (RE) geschaltet ist.

3. Oberwellen-Ouarzoszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Emitterschaltung betriebener Transistor (TR) vorgesehen ist, daß der Parallelschwingkreis zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors angeordnet ist, daß der Verbindungspunkt zwischen den zwei Konden satoren (C 1, C 2) wechselspannungsmäßig an Masse geschal tet ist und daher der Serienschwingkreis (L 0, C 0) zwischen Kollektor und Emitter angeordnet ist.

4. Oberwellen-Quarzoszillator nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (L 0) des Serienschwingkreises ein stellbar ist.