DE4331499C2 - Spannungsgesteuerter Oszillator - Google Patents
Spannungsgesteuerter OszillatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen spannungsgesteuerten Oszillator mit
zwei kapazitätsbehafteten Verstärkerstufen, die als monolithisch
integriert aufgebaute Darlington-Verstärker mit wenigstens einem
Eingangstransistor und mit einem Ausgangstransistor ausgeführt
sind, wobei der oder jeder Eingangstransistor eines ersten
Darlington-Verstärkers über eine Ausgangsleitung mit einer ein
stellbaren Steuerspannung zum Verändern der Resonanzfrequenz
beaufschlagbar ist, mit einer mit dem ersten Darlington-Verstärker
zu einem Schwingkreis zusammenwirkenden Induktivität und mit
einer zwischen Ausgangsleitungen der Ausgangstransistoren der
Darlington-Verstärker geschalteten Kapazität.
Ein derartiger spannungsgesteuerter Oszillator ist aus Z. Wang,
"Multigigahertz Varactorless Si Bipolar VCO IC", Electronic
Letters, 12. März 1992, Vol. 28, Nr. 6, S. 548, 549 bekannt. Bei
diesem Oszillator ist die Induktivität durch eine offene
Mikrostreifenleitung mit auf die gewünschte Resonanzfrequenz
abgleichbarer Länge als externes Bauelement gebildet, die mit
einem Ende an den Eingang einer als erster Darlington-Verstärker
ausgebildeten Verstärkerstufe angeschlossen ist. Als Schwing
kreiskapazitäten werden die Eingangs-Ausgangs-Kapazitäten der
Eingangstransistoren des ersten Darlington-Verstärkers ausge
nutzt.
Parallel zu dem somit gebildeten Schwingkreis sind jeweils ein
Eingangswiderstand an die Eingänge der Eingangstransistoren des
ersten Darlington-Verstärkers und die Eingänge der Eingangs
transistoren eines zweiten Darlington-Verstärkers als weiterer,
über eine ausgangsseitige Kapazität gegenphasig gekoppelten
Verstärkerstufe geschaltet.
Durch die an einem Ende offene Mikrostreifenleitung ergeben sich
aufgrund der Antennenwirkung störende Einkopplungen in den
Schwingkreis mit der Folge von insbesondere bei hohen Frequen
zen nicht mehr tolerierbaren Instabilitäten. Durch die parallel
geschalteten Eingangswiderstände ergibt sich zudem eine durch
die Dämpfung des Eingangskreises nachteilige Herabsetzung der
Güte des Oszillators. Nachteilig ist weiterhin der unsymmetrische
Aufbau, der zu nur schwierig aufeinander abzugleichenden Teil
signalen der gekoppelten Darlington-Verstärker führt. Zudem ist
der Ausgangskreis bei hohen Frequenzen nicht an eine hochohmi
ge Last anschließbar, da sich dann durch den unsymmetrischen
Aufbau schwerwiegende Störungen ergeben, sobald die Teilsigna
le nicht mehr ausgeglichen sind.
Aus der EP 0 220 914 B1 ist ein Schwingkreis mit zwei einstufig
en Verstärkerstufen mit je einem Bipolartransistor bekannt. Die
Basisanschlüsse der Transistoren sind jeweils an eine Induktivität
angeschlossen, deren zweite Anschlüsse miteinander verbunden
und an die Schaltmasse gelegt sind. Zwischen die Basisanschlüsse
der Transistoren ist weiterhin eine Kapazität parallel zu den in
Reihe gelegten Induktivitäten geschaltet. Zwischen die Kollektor
anschlüsse der Transistoren ist eine Last zur Extraktion eines
Wechselspannungssignales mit der Frequenz geschaltet. Die In
duktivitäten sind bei einer integrierten Bauweise des Schaltkreises
als externe Bauelemente vorgesehen.
Durch den symmetrischen sowie stromkreismäßig geschlossenen
Aufbau des letztgenannten Schwingkreises sind die Teilsignale der
Transistoren ausgeglichen und Streufelder mit der Gefahr von
Rückkoppelungen vermieden, allerdings weist dieser Schwingkreis
den Nachteil auf, daß insbesondere bei hoher Verstärkung durch
den Miller-Effekt die effektiv wirkenden Transistorkapazitäten
stark ansteigen und den Frequenzgang des Schwingkreises ins
besondere bei hohen Frequenzen im Gigahertz-Bereich bei einer
großen Last nachteilig beeinflussen. Durch die externe Ausführung
der Induktivität wird jedoch auch hier die Größe des Gesamt
aufbaus des Schwingkreises unzweckmäßig vergrößert.
Aus der EP 0 274 243 A2 ist ein Schwingkreis mit zwei aus Feld
effekttransistoren (FETen) gebildeten Verstärkerstufen bekannt.
Zwei Induktivitäten sind über eine Varaktordiode miteinander
verbunden, wobei durch Verändern der Steuerspannung der
Varaktordiode die Resonanzfrequenz des Schwingkreises ver
schiebbar ist. Die Teilsignale der beiden FETen sind durch die
Induktivitäten um ganzzahlige Vielfache der Schwingungsperiode
verschiebbar. Durch die parallel geschalteten FETen ist zwar eine
Erhöhung der Ausgangsleistung erreicht, allerdings liefert diese
Schaltungsanordnung keine phasenverschobenen Teilsignale, die
sich zu einem an zwei Ausgangsanschlüssen abgreifbaren Aus
gangssignal überlagern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen spannungsgesteu
erten Oszillator der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich
bei ausgeglichenen Teilsignalen auch bei insbesondere hochohmi
ger Belastung durch einen gleichmäßigen Frequenzgang und ein
stabiles Schwingungsverhalten bei hohen Frequenzen auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
oder jeder Eingangstransistor des zweiten Darlington-Verstärkers
über die Ausgangsleitung mit der einstellbaren Steuerspannung
zum Verändern der Resonanzfrequenz beaufschlagbar ist und daß
die Eingänge der Eingangstransistoren jedes Darlington-Verstärkers
jeweils über eine Induktivität an eine Spannung angeschlossen
sind.
Durch den Anschluß des oder jeden Eingangstransistors des
zweiten Darlington-Verstärkers an eine über die Eingangs-Aus
gangs-Kapazität die Resonanzfrequenz bestimmende Steuerspan
nung und den Anschluß der Eingänge der Eingangstransistoren
beider Darlington-Verstärker über Induktivitäten an eine Spannung
ist ein stabiles Schwingungsverhalten aufgrund der Streuarmut der
stromkreismäßig geschlossenen Induktivitäten erzielt, wobei durch
die widerstandsarmen Eingangskreise eine hohe Güte und hohe
Grenzfrequenzen des Oszillators erreicht ist.
Weiterhin erzielt man durch die Ausnutzung der Eingangs-Aus
gangs-Kapazitäten der Eingangstransistoren beider Darlington-
Verstärker als über die Steuerspannung veränderbare Schwing
kreiskapazitäten eine Abstimmung des Oszillators direkt über die
ohnehin vorhandenen Transistorkapazitäten, ohne daß diese bei
hohen Frequenzen einen störenden Einfluß haben.
Durch den symmetrischen, zweistufigen Aufbau der Darlington-
Verstärker sind im hohem Maße ausgeglichene Ausgangssignale in
weitgehend von dem Eingangskreis entkoppelten Ausgangskreisen
erzielt, so daß auch bei hochohmiger Belastung des spannungs
gesteuerten Oszillators ein stabiles Ausgangssignal erreicht ist.
Zweckmäßigerweise sind die Darlington-Verstärker über Kom
pensationstransistoren miteinander gekoppelt sind, wobei die
Eingänge der Kompensationstransistoren an den Eingängen der
Ausgangstransistoren jeweils eines Darlington-Verstärkers und die
miteinander verbundenen Ausgänge der Kompensationstransisto
ren an dem schaltmassenseitigen Ausgang des jeweils anderen
Darlington-Verstärkers angeschlossen sind. Dabei ist es vorteil
haft, daß sich entsprechende Eingangstransistoren der Darlington-
Verstärker mit einer gleichen Spannung beaufschlagbar sind.
In einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwing
kreises ist die Schaltung in einer mikroelektronischen Technologie,
vorzugsweise in einem HEMT- (high electron mobility transistor-)
Verfahren, aus
geführt. Die Verstärkerstufen sind mit Feldeffekt
transistoren bestückte Darlington-Verstärker, deren
versorgungsspannungsseitigen Anschlüsse mit einem Kon
densator miteinander verbunden sind.
In einem für eine Oszillationsfrequenz von etwa 20
Gigahertz ausgelegten Schwingkreis sind als Indukti
vitäten zwei integriert ausgeführte Spulen vorgesehen.
In einem auf eine Oszillationsfrequenz von etwa 40
Gigahertz abgestimmten Schwingkreis sind die Indukti
vitäten durch koplanare Leitungen gebildet. Zwei Enden
der Induktivitäten sind zusammengeschaltet und an eine
virtuelle Masse gelegt. Das jeweilige andere Ende jeder
Induktivität ist direkt an jeweils einen Eingang eines
Darlington-Verstärkers angeschlossen.
Jeder Darlington-Verstärker weist zwei parallel geschal
tete Eingangsfeldeffekttransistoren sowie einen an die
Source- (Quellen-) Anschlüsse der Eingangsfeldeffekt
transistoren mit seinem Gate (Tor) angeschlossenen
Ausgangsfeldeffekttransistor auf. Die Drain- (Abfluß-)
Anschlüsse der Eingangsfeldeffekttransistoren sind
jeweils an Steuerspannungen gelegt, mit denen die
Oszillationsfrequenz und Phase des Schwingkreises ein
stellbar sind.
An die miteinander verbundenen Source-Anschlüsse der
Eingangsfeldeffekttransistoren ist jeweils ein Gate
eines Kompensationsfeldeffekttransistors angeschlossen.
Die Source- und Drain-Anschlüsse sind zusammengelegt und
an eine jeweils mit dem Drain-Anschluß des Ausgangs
feldeffekttransistors des anderen Darlington-Verstärkers
verbundene Ausgangsleitung angeschlossen. Durch diese
Schaltungstechnik ist die maximale Oszillationsfrequenz
erhöht und die Lastrückkopplung auf den Schwingkreis
reduziert.
Zweckmäßigerweise ist dem Schwingkreis ein Nach
verstärker mit zwei Sourcefolgerstufen und einer mit den
Ausgangssignalen der Sourcefolgerstufen gespeisten
Endverstärkerstufe nachgeschaltet.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgen
den Figurenbeschreibung, in der ein bevorzugtes Aus
führungsbeispiel der Erfindung erläutert ist. Es zeigen:
Fig. 1: einen Schwingkreis mit zwei Darlington-Verstär
kern,
Fig. 2: eine an den Schwingkreis gemäß der Fig. 1 an
schließbaren Nachverstärker und
Fig. 3: ein Ausführungsbeispiel für hybrid aufgebaute
Induktivitäten bei einer Auslegung mit einem
dielektrischen Resonator.
In der nachfolgenden Beschreibung ist das Wort "Feld
effekttransistor" durch die übliche Abkürzung "FET"
abgekürzt. Für die Anschlüsse sind die geläufigen Be
zeichnungen Drain für den "Abfluß", Gate für das "Tor"
und Source für die "Quelle" verwendet.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines Schwingkreises 1, der
über eine Spannungsteilerschaltung 2 an eine Ver
sorgungsspannungsleitung 3 angeschlossen ist. Die
Spannungsteilerschaltung 2 weist zwei Dioden 4, 5 und
einen ersten Teilerwiderstand 6 auf. Die Dioden 4, 5 und
der erste Teilerwiderstand 6 sind in Reihe zwischen eine
Schaltmassenleitung 7 und die mit einer negativen Ver
sorgungsspannung beaufschlagten Versorgungsspannungs
leitung 3 geschaltet, wobei die Dioden 4, 5 hinter
einander in Durchlaßrichtung an die Schaltmassenleitung
7 und der erste Teilerwiderstand 6 an die Versorgungs
spannungsleitung 3 gelegt ist. Weiterhin weist die
Spannungsteilerschaltung 2 einen zweiten Teiler
widerstand 8 auf, der zwischen die Schaltmassenleitung 7
und den Drain-Anschluß eines Versorgungs-FETs 9 ge
schaltet ist. Das Gate und der Drain-Anschluß des Ver
sorgungs-FETs 9 sind miteinander verbunden und über
einen Anschluß 10 mit einer Stromregelungsspannung
beaufschlagbar.
An der Mittelspannung des Spannungsteilers 2 zwischen
der Diode 5 und dem ersten Teilerwiderstand 6 ist eine
Spannungszuführleitung 11 gelegt. An die Spannungs
zuführleitung 11 sind die einen Enden von zwei Indukti
vitäten 12, 13 angeschlossen. Bei einem integriert
aufgebauten und für eine Oszillationsfrequenz von etwa
20 Gigahertz ausgelegten Schwingkreis 1 sind die Induk
tivitäten 12, 13 als integrierte Spulen ausgeführt. Bei
einer Auslegung auf eine Oszillationsfrequenz von etwa
40 Gigahertz sind die Induktivitäten 12, 13 als ko
planare Streifenleitungen vorgesehen.
Das zweite Ende der Induktivität 12 ist über eine Zu
führleitung 14 an die Gates von zwei Eingangs-FETen 15,
16 angeschlossen. Die Source-Anschlüsse der Eingangs-
FETen 15, 16 sind miteinander verbunden und an den
Drain-Anschluß eines ersten Stromregelungs-FETs 17
geführt, dessen Source-Anschluß an der Versorgungs
spannungsleitung 3 liegt. Das Gate des ersten Strom
regelungs-FETs 17 ist über eine Stromregelungsleitung 18
mit dem Anschluß 10 verbunden.
An die zusammengelegten Source-Anschlüsse der Eingangs-
FETen 15, 16 ist das Gate eines Ausgangs-FETs 19 an
geschlossen. Der Drain-Anschluß des Ausgangs-FETs 19
liegt über einen Lastwiderstand 20 an der Schaltmas
senleitung 7. Der Source-Anschluß des Ausgangs-FETs 19
ist mit dem Drain-Anschluß eines zweiten Stromregelungs-
FETs 21 verbunden, dessen Gate über die Stromregelungs
leitung 18 an dem Anschluß 10 liegt und dessen Source-
Anschluß mit der Versorgungsspannungsleitung 3 verbunden
ist. Die so geschalteten Eingangs-FETen 15, 16 und der
Ausgangs-FET 19 bilden einen ersten Darlington-Ver
stärker 22.
Das zweite Ende der Induktivität 13 ist wie das zweite
Ende der Induktivität 12 an einen zweiten Darlington-
Verstärker 23 angeschlossen, der wie der erste Darling
ton-Verstärker 22 aus zwei parallel an eine Zuführlei
tung 24 angeschlossenen Eingangs-FETen 25, 26 und einen
Ausgangs-FET 27, dessen Gate an den miteinander ver
bundenen Source-Anschlüssen der Eingangs-FETen 25, 26
liegt, gebildet ist. Der Drain-Anschluß des Ausgangs-
FETs 27 ist über einen Lastwiderstand 28 mit der Schalt
massenleitung 7 verbunden.
Die Source-Anschlüsse der Eingangs-FETen 25, 26 sind mit
dem Drain-Anschluß eines dritten Stromregelungs-FETs 29
verbunden, dessen Gate über die Stromregelungsleitung 18
an dem Anschluß 10 liegt und dessen Source-Anschluß mit
der Versorgungsspannungsleitung 3 verbunden ist. Der
Source-Anschluß des Ausgangs-FETs 27 ist mit dem Drain-
Anschluß eines vierten Stromregelungs-FETs 30 verbunden,
dessen Gate über die Stromregelungsleitung 18 ebenfalls
an dem Anschluß 10 liegt und dessen Source-Anschluß mit
der Versorgungsspannungsleitung 3 verbunden ist.
Die Source-Anschlüsse der Ausgangs-FETen 19, 27 sind
über einen Koppelkondensator 31 miteinander verbunden,
der die Darlington-Verstärker 22, 23 gegenphasig kapa
zitiv koppelt.
Die Drain-Anschlüsse der Eingangs-FETen 15, 25 sind an
einen ersten Steuerspannungsanschluß 32 und die Drain-
Anschlüsse der Eingangs-FETen 16, 26 an einen zweiten
Steuerspannungsanschluß 33 angeschlossen. Die Steuer
spannungsanschlüsse 32, 33 sind mit unterschiedlichen
Steuerspannungen beaufschlagbar, so daß die Oszilla
tionsfrequenz und die Phase des Schwingkreises 1 extern
einstellbar sind.
An die Drain-Anschlüsse der Ausgangs-FETen 19, 27 sind
zwei Ausgangsleitungen 34, 35 gelegt, die mit Ausgangs
anschlüssen 36, 37 verbunden sind. An die erste Aus
gangsleitung 34 des ersten Darlington-Verstärkers 22
sind der Source-Anschluß und Drain-Anschluß eines Kom
pensations-FETs 38 angeschlossen, dessen Gate mit dem
Gate des Ausgangs-FETs 27 des zweiten Darlington-Ver
stärkers 23 verbunden ist. An der Ausgangsleitung 35 des
zweiten Darlington-Verstärkers 23 sind der Source-An
schluß und Drain-Anschluß eines zweiten Kompensations-
FETs 39 angeschlossen, dessen Gate mit dem Gate des
Ausgangs-FETs 19 des ersten Darlington-Verstärkers 22
verbunden ist. Die Verschaltung der Kompensations-FETen
38, 39 dient der gegenphasigen Kopplung von parasitären
Kapazitäten und zur Erhöhung der maximalen Oszillations
frequenz sowie der Reduktion von Rückkopplungen der Last
an den Ausgangsanschlüssen 36, 37 des Schwingkreises 1.
Die Oszillationsfrequenz des Schwingkreises 1 ist durch
die Kapazitäten der FETen 15, 16, 19 des ersten Darling
ton-Verstärkers 22, der Kapazitäten der FETen 25, 26, 27
des zweiten Darlington-Verstärkers 23 sowie den Indukti
vitäten 12, 13 und der Kapazität des Koppelkondensators
31 festgelegt und beträgt in diesem Ausführungsbeispiel
17 Gigahertz. Durch Einstellen der Steuerspannung an dem
ersten Steuerspannungsanschluß 32 ist die Oszillations
frequenz um etwa 1,5 Gigahertz verschiebbar. Durch
Einstellen der Steuerspannung an dem zweiten Steuer
spannungsanschluß 33 ist eine Veränderung der Oszilla
tionsfrequenz um etwa 650 Megahertz einstellbar. Die
Oszillationsfrequenz des Schwingkreises 1 ist somit um
etwa 10% bezogen auf die Mittenfrequenz einstellbar,
ohne daß Veränderungen an dem Schaltungsaufbau notwendig
sind.
Die Linienbreite der Oszillationsfrequenz beträgt bei
halber Intensität etwa 200 Kilohertz. Die Versorgungs
spannung ist gegenüber der Schaltmasse negativ und
beträgt wenigstens 3 Volt und typischerweise nicht mehr
als 5 Volt. Die Stromaufnahme liegt bei etwa 18 Milli
ampere. Der Schwingkreis 1 ist integriert auf einer
Chipfläche von 0,5 Millimeter auf 1 Millimeter aus
geführt und ist somit um ein Vielfaches kleiner als ein
Schwingkreis mit einer externen Mikrostreifenleitung als
Induktivität. Durch die Verwendung von Gallium-Arsenid-
FETen, welche einen hohen Leitungs-Valenzbandabstand
aufweisen, ist weiterhin eine hohe Temperaturstabilität
der Oszillationsfrequenz erreicht.
Durch die Verwendung von FETen, der differentiellen
Eingangsbeschaltung und der rein kapazitiven Kopplung
der Darlington-Verstärker 22, 23 ist ein sehr großer
negativer differentieller Eingangswiderstand und einem
hohes sowie rauscharmes Ausgangssignal erreichbar. Bei
der integrierten Ausführung ist durch den vollkommen
symmetrisch ausführbaren Aufbau eine vollständig
balancierte Schaltung erhältlich, die zwei in ihren
Pegeln ausgewogene Teilsignale liefert.
Die Ausgangsleitungen 34, 35 sind vorteilhafterweise an
einen in Fig. 2 als Schaltbild dargestellten Nachver
stärker 40 angeschlossen. Die Ausgangsleitung 34 liegt
an dem Eingang eines zweistufigen, durch Nachverstär
kungs-FETen 41, 42 gebildeten Sourcefolgers an. Die
Ausgangsleitung 35 speist einen weiteren, durch Nach
verstärkungs-FETen 43, 44 gebildeten zweistufigen
Sourcefolger. Die Drain-Anschlüsse der Nachverstärkungs-
FETen 41, 42, 43, 44 sind an die Schaltmassenleitung 7
angeschlossen. Die Source-Anschlüsse der Nach
verstärkungs-FETen 41, 42, 43, 44 liegen über die Drain-
Source-Strecke von selbstleitenden Strombegrenzungs-
FETen 45, 46, 47, 48 an der Versorgungsspannungsleitung
3, an die die Gates der Strombegrenzungs-FETen 45, 46,
47, 48 angeschlossen sind.
Der Nachverstärker 40 weist weiterhin eine Endver
stärkerstufe 49 auf, die aus zwei Endverstärkungs-FETen
50, 51 gebildet ist. Das Gate des Endverstärkungs-FETs
50 ist an dem Source-Anschluß des Nachverstärkungs-FETs
42 und das Gate des Endverstärkungs-FETs 51 an dem
Source-Anschluß des Nachverstärkungs-FETs 44 an
geschlossen. Die miteinander verbundenen Source-An
schlüsse der Endverstärkungs-FETen 50, 51 sind mit dem
Drain-Anschluß eines selbstleitenden Strombegrenzungs-
FETs 52 verbunden, dessen Gate und Source-Anschluß an
der Versorgungsspannungsleitung 3 angeschlossen ist. Die
Drain-Anschlüsse der Endverstärkungs-FETen 50, 51 sind
an Verstärkerausgangsanschlüsse 53, 54 angeschlossen.
Mit dem dem Schwingkreis 1 nachgeschalteten Nach
verstärker 40 ist die Impedanz auf einen in der Hoch
frequenztechnik üblichen Wert von 50 Ohm umsetzbar.
Weiterhin ist durch entsprechende Dimensionierung der
Strombegrenzungs-FETen 45, 46, 47, 48, 52 der Pegel der
Ausgangssignale an den Verstärkerausgangsanschlüssen 53,
54 auf den für die Anwendung geeigneten Wert einstell
bar. In einem abgewandelten, nicht dargestellten Aus
führungsbeispiel sind die Strombegrenzungs-FETen über
die Gates mit einer Verstärkungssteuerspannung beauf
schlagbar. Durch Einstellen der Verstärkungssteuer
spannung ist der Pegel des Ausgangssignales dieses
Nachverstärkers einstellbar.
Die Güte des Schwingkreises 1 ist wesentlich von der
Güte der Induktivitäten 12, 13 bestimmt. Bei einer
hybrid ausgeführten Realisierung des Schwingkreises 1
mit sehr hoher Güte sind die Induktivitäten 12, 13 durch
viertelkreisbogenförmige Leiterbahnen 55, 56 ausgeführt,
die an einem Ende zusammengeschaltet einen dielektri
schen Resonator 57 insgesamt halbkreisförmig mit einem
Abstand umgeben. Die Leiterbahnen 55, 56 sind über die
Spannungszuführungsleitung 11 an die Spannungsteiler
schaltung 2 angeschlossen. Die Leiterbahn 55 geht mit
ihrem anderen Ende in die Zuführleitung 14 und die
Leiterbahn 56 mit ihrem anderen Ende in die Zuführlei
tung 24 über, welche an die Eingangs-FETen 16, 16, 25,
26 der Darlington-Verstärker 22, 23 angeschlossen sind.
Der Schwingkreis 1 ist weiterhin vollkommen symmetrisch
aufgebaut, so daß die Signale in den Ausgangsleitungen
34, 35 sehr genau gegenphasig bei gleichem Pegel sind.
Der dielektrische Resonator 57 ist nach Erstellung des
monolithisch integrierten Schaltkreises eingebracht.
Claims (8)
1. Spannungsgesteuerter Oszillator mit zwei kapazitätsbehaf
teten Verstärkerstufen, die als monolithisch integriert aufge
baute Darlington-Verstärker (22; 23) mit wenigstens einem
Eingangstransistor (15, 16; 25, 26) und mit einem Aus
gangstransistor (19; 27) ausgeführt sind, wobei der oder
jeder Eingangstransistor (15, 16) eines ersten Darlington-
Verstärkers (22) über eine Ausgangsleitung (32, 33) mit
einer einstellbaren Steuerspannung zum Verändern der Reso
nanzfrequenz beaufschlagbar ist, mit einer mit dem ersten
Darlington-Verstärker (22) zu einem Schwingkreis zusam
menwirkenden Induktivität und mit einer zwischen Ausgangs
leitungen der Ausgangstransistoren (19; 27) der Darlington-
Verstärker (22; 23) geschalteten Kapazität (31), dadurch
gekennzeichnet, daß der oder jeder Eingangstransistor (25,
26) des zweiten Darlington-Verstärkers (23) über die Aus
gangsleitung (32, 33) mit der einstellbaren Steuerspannung
zum Verändern der Resonanzfrequenz beaufschlagbar ist und
daß die Eingänge der Eingangstransistoren (15, 16; 25, 26)
jedes Darlington-Verstärkers (22; 23) jeweils über eine Induk
tivität (12; 13) an eine Spannung angeschlossen sind.
2. Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Darlington-Ver
stärker (22; 23) über Kompensationstransistoren
(38, 39) miteinander gekoppelt sind, wobei die
Eingänge der Kompensationstransistoren (38, 39)
an den Eingängen der Ausgangstransistoren (19,
27) jeweils eines Darlington-Verstärkers (22; 23)
und die miteinander verbundenen Ausgänge der
Kompensationstransistoren (38, 39) an dem schalt
massenseitigen Ausgang des jeweils anderen Dar
lington-Verstärkers (23; 22) angeschlossen sind.
3. Spannungsgesteuerter Oszillator nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sich entsprechende
Eingangstransistoren (15, 25; 16, 26) der Dar
lington-Verstärker (22; 23) mit einer gleichen
Spannung beaufschlagbar sind.
4. Spannungsgesteuerter Oszillator nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Induktivitäten (12; 13) durch monolithisch
integrierte Spulen gebildet sind.
5. Spannungsgesteuerter Oszillator nach einem der 7
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Induktivitäten (12; 13) als koplanare Mikro
streifenleitungen ausgeführt sind.
6. Spannungsgesteuerter Oszillator nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Induktivitäten (12; 13) durch zwei einen
kreisbogenförmigen dielektrischen Resonator (57)
kreisbogenförmig mit einem Abstand umgebende
Leiterbahnen (55, 56) gebildet sind.
7. Spannungsgesteuerter Oszillator nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Darlington-Verstärker (22; 23) zwei
parallele Eingangstransistoren (15, 16; 25, 26)
aufweist.
8. Spannungsgesteuerter Oszillator nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die schaltmassenseitigen Enden der Induktivitäten
(12; 13) miteinander verbunden und an einem sta
bilisierten Spannungsteiler (4, 5, 6) angeschlos
sen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934331499 DE4331499C2 (de) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | Spannungsgesteuerter Oszillator |
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EP0274243A2 (de) * | 1987-01-05 | 1988-07-13 | AT&T Corp. | Oszillatorschaltung, die mehrere Halbleitereinrichtungen verwendet |
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