DE4113708C2

DE4113708C2 - Electronically switchable resonance circuit

Info

Publication number: DE4113708C2
Application number: DE19914113708
Authority: DE
Inventors: August Dipl Ing Erat
Original assignee: Telefunken Sendertechnik GmbH
Current assignee: Telefunken Sendertechnik GmbH
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1991-04-26
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2011-04-27
Also published as: DE4113708A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronisch umschaltbaren Resonanzkreis mit einer über einen Zusatzkondensator um schaltbaren Resonanzfrequenz gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.The invention relates to an electronically switchable Resonance circuit with an additional capacitor around switchable resonance frequency according to the preamble of Claims 1 and 2.

Es ist ein elektronisch umschaltbarer Resonanzkreis be kannt, bei dem das Auf- und Abschalten eines Zusatzkonden sators mit einer Schaltdiode erfolgt. Der Zusatzkonden sator und die mit ihm in Reihe geschaltete Diode ist pa rallel zum Resonanzkreis angeordnet. Die Diode wird über eine Drossel mit einer Steuergleichspannung beaufschlagt. Bei positiver Steuerspannung ist die Diode durchgeschal tet und der Zusatzkondensator über den geringen Durch laßwiderstand der Diode geerdet, und damit dem Resonanz kreis zugeschaltet. Bei negativer Steuerspannung sperrt die Diode. Die Zusatzkapazität hat dann keine Erdung und ist damit abgeschaltet. Die Drossel in der Zuleitung der Steuerspannung zur Diode unterdrückt eine hochfrequenz mäßige Erdung des Zusatzkondensators über den Innenwider stand der Steuerspannungsquelle. Da die Drossel bei den anwendungsgemäßen Resonanzfrequenzen nicht ideal hoch ohmig sein kann, vermindert sie bei gesperrter Diode die Güte des Resonanzkreises. Außerdem können durch die In duktivität der Drossel im Zusammenhang mit der Kapazi tät des Zusatzkondensators parasitäre Resonanzen auftre ten. Bei durchgeschalteter Diode beeinträchtigt der Durch laßwiderstand der Diode die Güte des Resonanzkreises.It is an electronically switchable resonance circuit knows, in which the switching on and off of an additional condenser sators with a switching diode. The additional condensate sator and the diode connected in series with it is pa arranged parallel to the resonant circuit. The diode is over a choke is supplied with a DC control voltage. If the control voltage is positive, the diode is switched through tet and the additional capacitor over the low through let resistance of the diode grounded, and thus the resonance circuit switched on. Disables with negative control voltage the diode. The additional capacity then has no grounding and is switched off. The throttle in the supply line to the Control voltage to the diode suppresses a high frequency moderate grounding of the additional capacitor via the internal resistor stood the control voltage source. Since the throttle in the resonance frequencies according to the application are not ideally high can be ohmic, it reduces the diode when the diode is blocked Quality of the resonance circuit. In addition, the In inductance of the choke in connection with the capaci parasitic resonances occur If the diode is switched on, the through affects let resistance of the diode the quality of the resonance circuit.

Als weiterer Stand der Technik ist in der DE-AS 10 91 627 eine Schaltung beschrieben, in der anstelle der Drossel eine Diode in die Steuer leitung für die Schaltdiode eingesetzt ist. An dieser Schal tung wird zum Unipolen der Schaltdiode entweder eine von Plus auf Minus umpolbare Steuerspannung oder eine Gegen steuerspannung zur Steuerspannung, die ein Unipolen der Schaltdiode bei unterschiedlichen positiven Steuerspannungs pegeln ermöglicht, benötigt.Another state of the art in DE-AS 10 91 627 is a circuit described in which instead of the choke a diode in the control line is used for the switching diode. On this scarf device becomes the unipole of the switching diode either one of Plus control voltage reversible to minus or a counter control voltage to control voltage, which is a unipole of Switching diode with different positive control voltage level allows, needed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronisch umschaltbaren Resonanzkreis zu schaffen, der mit einer ein fachen Ansteuerschaltung umschaltbar ist, welche die Güte des Kreises nicht beeinträchtigt und die Erzeugung parasi tärer Resonanzen weitestgehend vermeidet.The invention has for its object an electronic switchable resonant circuit to create the one fold control circuit is switchable, which is the quality of the circle is not impaired and the generation parasi avoids resonances as far as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Kenn zeichen der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by the in the Kenn Sign of claims 1 and 2 specified features solved. Further developments are specified in the subclaims.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Ansteuerung der Schaltelemente, mit Ausnahme der im Anspruch 3 angegebenen Lösung, sehr einfach mit positiven Steuerpegeln realisiert ist. Im EIN-Zustand, d. h. bei zugeschaltetem Zusatzkonden sator, ist die Schaltung sehr niederohmig, wodurch die Güte des Resonalkreises von den Schaltelementen nur geringfügig beeinträchtigt wird. Im AUS-Zustand sind die als Schaltele mente benutzten HF-Bauteile nur mit geringen Sperrkapazi täten behaftet. Wird als Diode D1 oder D2 eine PIN-Diode und als Transistor T1 ein HF-Transistor benutzt, so nehmen die Sperrkapazitäten Werte an, die kleiner als 1pF sein können. Durch diese minimalen Sperrkapazitäten ist das Auf treten von parasitären Resonanzen im Resonanzkreis unter drückt. Die in Anspruch 3 angegebene Lösung mit Verwendung eines FET-Transistors benötigt zwar eine negative Steuer spannung, hat dafür aber den Vorteil der stromlosen Ansteu erung. In Unteranspruch 4 ist die Erzeugung einer vor teilhaften Vorspannung angegeben.The invention has the advantage that the control of the Switching elements, with the exception of those specified in claim 3 Solution, implemented very simply with positive control levels is. In the ON state, i.e. H. with activated additional condens sator, the circuit is very low impedance, which reduces the quality of the resonant circuit from the switching elements only slightly is affected. In the OFF state, they are as switching elements used RF components only with a small blocking capacity afflicted. Becomes a PIN diode as diode D1 or D2 and used as RF transistor T1, so take the blocking capacitance values are less than 1pF can. Due to this minimal blocking capacity, the upside is occur from parasitic resonances in the resonance circuit presses. The solution specified in claim 3 with use a FET transistor does need a negative control voltage, but has the advantage of currentless control generation. In sub-claim 4 is the generation of a partial bias specified.

Anhand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.Based on the drawing, two embodiments of the Invention explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen umschaltbaren Resonanzkreis mit Schalt transistor und Fig. 1 shows a switchable resonant circuit with switching transistor and

Fig. 2 zeigt einen umschaltbaren Resonanzkreis mit einer steuerbaren Konstant-Stromquelle. Fig. 2 shows a switchable resonant circuit with a controllable constant current source.

In Fig. 1 ist ein Parallelresonanzkreis mit einer Resonanz kreisinduktivität L1, einem Resonanzkreiskondensator C3, einem Zusatzkondensator C1, einem NPN-Transistor T1, einem Basiswiderstand R4, einer Schaltdiode D1, einem Ableitkon densator C2, einem Spannungsteiler R1/R2 und einem Vor spannwiderstand R3 gezeigt.In Fig. 1 is a parallel resonant circuit with a resonant circuit inductance L1, a resonant circuit capacitor C3, an additional capacitor C1, an NPN transistor T1, a base resistor R4, a switching diode D1, a discharge capacitor C2, a voltage divider R1 / R2 and a pre-voltage resistor R3 shown.

Die Schaltdiode D1 ist kathodenseitig an den Zusatzkon densator C1 gelegt und anodenseitig mit dem Ableitkonden sator C2 verbunden, der auf Masse ableitet. Parallel zum Ableitkondensator C2 ist die Diode D1 anodenseitig mit einem Stromversorgungssystem 1 über den Spannungsteiler R1/R2 beaufschlagt. An die Diode D1 ist kathodenseitig außerdem der NPN-Transistor T1 in Emitterschaltung ange bunden.The switching diode D1 is connected on the cathode side to the additional capacitor C1 and on the anode side to the discharge capacitor C2, which leads to ground. In parallel to the leakage capacitor C2, the diode D1 is supplied on the anode side with a power supply system 1 via the voltage divider R1 / R2. The NPN transistor T1 is also connected to the diode D1 in the emitter circuit on the cathode side.

Die Funktion der Schaltung ist dadurch bestimmt, daß der Zusatzkondensator C1 über die Schaltdiode D1 in Verbindung mit dem Ableitkondensator C2 hochfrequenzmäßig auf Masse schaltbar ist. Das Schalten der Diode D1 selbst erfolgt über den als Schalttransistor betriebenen Transistor T1. Bei Anliegen einer positiven Steuerspannung 2 mit einem Pegel von 0,7V an dem Basiswiderstand R4 schaltet der Tran sistor T1 durch und zieht damit die über den Spannungstei ler R1/R2 mit einer Anodenspannung von etwa 2V beaufschlag ten Diode D1 in ihren Durchlaß-Arbeitspunkt. Damit ist die Diode D1 für die HF des Schwingkreises leitend und der EIN- Zustand eingestellt. Der geeignete Arbeitspunkt der Diode D1 ist mit dem Spannungsteiler R1/R2 eingestellt, da dieser den Durchlaßstrom durch die durchgeschaltete Diode maßgeb lich bestimmt. Neben der Diode D1 ist im EIN-Zustand auch der durchgeschaltete Transistor T1 für die HF leitend. The function of the circuit is determined in that the additional capacitor C1 can be switched to ground in high frequency via the switching diode D1 in connection with the discharge capacitor C2. The diode D1 itself is switched via the transistor T1 operated as a switching transistor. When a positive control voltage 2 with a level of 0.7 V is applied to the base resistor R4, the transistor T1 switches through and thus pulls the diode D1 applied via the voltage divider R1 / R2 with an anode voltage of approximately 2 V into its forward operating point. The diode D1 is thus conductive for the HF of the resonant circuit and the ON state is set. The suitable operating point of the diode D1 is set with the voltage divider R1 / R2, since this determines the forward current through the connected diode. In addition to the diode D1, the switched-on transistor T1 is also conductive for the HF in the ON state.

Der AUS-Zustand der Schaltung, in dem der Zusatzkondensator C1 hochfrequenzmäßig von Masse getrennt ist, wird durch Ab schalten des Transistors T1 eingestellt. Durch den gesperr ten Transistor T1 und durch die damit abgeschaltete Diode D1 können infolge der Sperreigenschaften dieser Bauelemente keine HF-Anteile fließen.The OFF state of the circuit in which the auxiliary capacitor C1 is separated from ground in terms of radio frequency is determined by Ab switch the transistor T1 set. Through the lock th transistor T1 and by the diode turned off D1 can due to the barrier properties of these components no HF components flow.

Die im AUS-Zustand am Kollektor von T1 auftretende HF-Span nung bleibt bei einer idealen Schaltdiode D1 (MF-Diode) im positiven Bereich und kann den Transistor T1 nicht mit negativen Spannungsspitzen gefährden. Für den Fall, daß in nichtidealen Schaltungen doch negative Spannungsspitzen am Kollektor von T1 auftreten, kann die Verwendung des Vor spannwiderstandes R3 hier Abhilfe schaffen. Mit dem Wider stand R3 ist im AUS-Zustand eine positive Gleich-Vorspan nung auf den Kollektor des Transistors T1 und auf die Ka thode der Diode D1 aufprägbar. Dazu ist am Schaltungsein gang 1 eine entsprechende Versorgungsspannung von z. B. 20V erforderlich. Der Widerstand R3 ist sehr hochohmig aus führbar und hat so ausgeführt auf den EIN-Zustand der Schaltung keinen Einfluß.The HF voltage occurring in the OFF state at the collector of T1 remains in the positive range with an ideal switching diode D1 (MF diode) and cannot endanger the transistor T1 with negative voltage peaks. In the event that negative voltage peaks occur at the collector of T1 in non-ideal circuits, the use of the pre-voltage resistor R3 can remedy this. With the opposing stand R3 a positive DC bias voltage can be impressed on the collector of the transistor T1 and on the Ka method of the diode D1 in the OFF state. For this purpose, the Schaltungsein gang 1 an appropriate supply voltage of,. B. 20V required. The resistor R3 can be carried out with a very high resistance and thus has no influence on the ON state of the circuit.

In Fig. 2 ist ein Parallelresonanzkreis mit Schaltungs elementen gezeigt, die bis auf den Emitterwiderstand R5 und dem hier weggelassenen Vorspannwiderstand R3 den Ele menten der Schaltung gemäß Fig. 1 entsprechen.In Fig. 2, a parallel resonant circuit with circuit elements is shown which correspond to the elements of the circuit of FIG. 1 except for the emitter resistor R5 and the bias resistor R3 omitted here.

Im Gegensatz zu der Schaltung nach Fig. 1 ist in dieser Schaltung der NPN-Transistor T1 als Emitterfolger geschaltet und ist im EIN-Zustand der Schaltung nicht durchgeschaltet, sondern wird als Verstärker betrieben. Er wirkt als eine steuerbare Konstant-Stromquelle. Die Steuerung der Diode D1 in ihrem Durchlaß-Arbeitspunkt erfolgt mit dem Transistor T1. Außerdem wird mit dem Transistor T1 auch der Durchlaß-Arbeitspunkt eingestellt, da der Dioden durchlaßstrom maßgeblich von dem hochohmigen Kollektor- Emitterwiderstand des Emitterfolgers bestimmt ist. Dieser hochohmige Widerstand des Transistors T1 unterdrückt im EIN-Zustand der Schaltung ein Ableiten von HF-Anteilen auf Masse, so daß allein die Diode D1 die HF-Anteile leitet. Es ist in dieser Schaltung im Vergleich zur vorangehend beschriebenen Schaltung aber an der Anode der Diode D1 eine höhere Versorgungsspannung erforderlich (z. B. 10V statt 2V), damit ein ausreichender Durchlaßstrom über die Diode D1 fließen kann.In contrast to the circuit according to FIG. 1, the NPN transistor T1 is connected as an emitter follower in this circuit and is not switched through when the circuit is ON, but is operated as an amplifier. It acts as a controllable constant current source. The control of the diode D1 in its forward operating point takes place with the transistor T1. In addition, the forward operating point is also set with the transistor T1, since the forward current diode is largely determined by the high-resistance collector-emitter resistance of the emitter follower. This high-resistance resistor of the transistor T1 suppresses the derivation of HF components to ground in the ON state of the circuit, so that only the diode D1 conducts the HF components. Compared to the circuit described above, this circuit requires a higher supply voltage at the anode of diode D1 (e.g. 10V instead of 2V) so that a sufficient forward current can flow through diode D1.

Der AUS-Zustand dieser Schaltung wird entsprechend der vorangehend beschriebenen Schaltung durch ein Sperren des Transistors T1 eingestellt.The OFF state of this circuit is corresponding to that Circuit described above by locking the Transistor T1 set.

Alternativ zur Verwendung des gezeigten NPN-Transistors T1 kann auch ein n-Kanal-FET die Steuerung des Diodendurchlaß stromes übernehmen. Das erfordert die Bereitstellung einer negativen Steuerspannung 2.As an alternative to using the NPN transistor T1 shown, an n-channel FET can also control the diode pass current. This requires the provision of a negative control voltage 2 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Stromversorgungssystem
2 Steuerspannung
T1 NPN-Transistor
D1 Schaltdiode
C1 Zusatzkondensator
C2 Ableitkondensator
C3 Resonanzkreiskondensator
L1 Resonanzkreisinduktivität
R1/R2 Spannungsteiler
R3 Vorspannwiderstand
R4 Basiswiderstand
R5 Emitterwiderstand. 1 power supply system
2 control voltage
T1 NPN transistor
D1 switching diode
C1 additional capacitor
C2 leakage capacitor
C3 resonant circuit capacitor
L1 resonant circuit inductance
R1 / R2 voltage divider
R3 preload resistance
R4 base resistance
R5 emitter resistance.

Claims

1. Electronically switchable resonant circuit, the resonance frequency of which can be switched via an additional capacitor arranged in parallel with the resonant circuit, characterized in that the additional capacitor (C1) can be switched to ground via a switching diode (D1) and a discharge capacitor (C2), wherein the diode (D1) on the cathode side is connected to the capacitor (C1) and the collector of an NPN transistor (T1) arranged in an emitter circuit, which operates as a switching transistor, the diode (D1) in its passage required for conducting the HF - Operating point controls or blocks.

2. Electronically switchable resonance circuit, the Reso nanzfrequenz arranged over a parallel to the resonant circuit Neten additional capacitor is switchable, characterized records that the additional capacitor (C1) via a switching diode (D1) and a discharge capacitor (C2) high frequency is moderately switchable to ground, the diode (D1) katho one side with the capacitor (C1) and the collector connected as an emitter follower connected NPN transistor (T1) is that, as a controlled constant current source, the diode (D1) in their diameters required for directing the HF let-work point controls or locks.

3. Resonance circuit according to claim 1 or 2, characterized net that instead of the NPN transistor (T1) a FET transistor gate is provided.

4. resonant circuit according to one of the preceding claims, since characterized in that a bias resistor R3 to the The cathode of the diode D1 is guided over the when blocked Transistor T1 of the diode D1 and the transistor T1 a posi tive DC bias can be impressed.