DE69429066T2 - Oszillatorschaltung - Google Patents

Oszillatorschaltung

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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Oszillator, der beispielsweise für einen Fernsehtuner für den Empfang eines breitbandigen Signals verwendet wird.
  • Fig. 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm der Grundkonfiguration dieses Oszillatortyps nach dem Stand der Technik.
  • In Fig. 1 bezeichnet OSC eine Schwingschaltung, RSN einen Resonanzkreis, MIX eine Mischschaltung und AMPDc einen Gleichspannungsverstärker.
  • Die Schwingschaltung OSC ist integriert und besteht aus npn-Transistoren Q&sub1; und Q&sub2;, die eine Differenz-Colpitts-Schwingschaltung bilden, npn-Transistoren Q&sub3; und Q&sub4;, die eine Differenz-Ausgangsstufe bilden, einer Konstantspannungsquelle V&sub1;, die die Vorspannung für die npn-Schwingtransistoren Q&sub1; und Q&sub2; liefert, Widerstandselementen R&sub1; bis R&sub4; und Konstantstromquellen I&sub1; bis I&sub3;.
  • Die Basis des Schwingtransistors Q&sub1; ist mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub1;, ferner über das Widerstandselement R&sub1; mit einer Leitung der Konstantspannungsquelle V&sub1; und über das Widerstandselement R&sub3; mit der Basis des Transistors Q&sub3; verbunden. Der Emitter des Schwingtransistors Q&sub1; ist mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub2; und mit der Konstantstromquelle I&sub1; verbunden, die andererseits geerdet ist. Der Kollektor des Schwingtransistors Q&sub1; ist mit einer Leitung einer Versorgungsspannung Vcc verbunden.
  • Die Basis des Schwingtransistors Q&sub2; ist mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub4;, ferner über das Widerstandselement R&sub2; mit der Leitung der Konstantspannungsquelle V&sub1; und über das Widerstandselement R&sub4; mit der Basis des Transistors Q&sub4; verbunden. Der Emitter des Schwingtransistors Q&sub2; ist mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub3; und mit der Konstantstromquelle Q&sub2; verbunden, die andererseits geerdet ist. Der Kollektor des Schwingtransistors Q&sub2; ist mit der Leitung der Versorgungsspannung Vcc verbunden.
  • Die Emitter der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; sind miteinander verbunden, ihr Verbindungspunkt ist mit der Konstantstromquelle I&sub3; verbunden. Die Konstantstromquelle I&sub3; ist geerdet. Die Kollektoren der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; sind mit dem Eingang der Mischschaltung MIX verbunden.
  • Die Ausgänge der Mischschaltung MIX sind über Lastwiderstandselemente R&sub5; und R&sub6; mit der Leitung der Versorgungsspannung Vcc und außerdem mit dem Eingang des Gleichspannungsverstärkers AMPDC verbunden.
  • Den Resonanzkreis RSN bildet eine Reihenschaltung aus einer variablen Kapazitätsdiode VC&sub1; und einer Spule L&sub1;, denen die Kondensatoren C&sub1; und C&sub2; parallel geschaltet sind.
  • Der Verbindungspunkt zwischen einem Ende der Spule L&sub1; des Resonanzkreises RSN und den Kondensatoren C&sub1; und C&sub2; ist über das Widerstandselement R&sub7;, das einen Widerstandswert von 30 kΩ hat, geerdet und über den Gleichstrom-Sperrkondensator C&sub3; mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub1; (der Basis des Schwingtransistors Q&sub1;) verbunden.
  • Der Verbindungspunkt zwischen der Kathode der variablen Kapazitätsdiode VC&sub1; und den Kondensatoren C&sub1; und C&sub2; ist über ein Treiberwiderstandselement R&sub8;, das einen Widerstandswert von 30 kQ hat, mit dem Ausgang des Gleichspannungsverstärkers AMPDc und außerdem über einen Gleichspannungs-Sperrkondensator C&sub4; mit einem Eingangs- /Ausgangsanschluß T&sub4; (der Basis des Schwingtransistors Q&sub2;) verbunden.
  • Zwischen dem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub2; und dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C&sub3; und dem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub1; ist ein positiver Rückkopplungswiderstand C&sub5; angeordnet, und zwischen dem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub3; und dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C&sub4; und dem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub4; ist ein positiver Rückkopplungskondensator C&sub6; angeordnet.
  • Weiterhin ist zwischen dem Verbindungspunkt des Kondensators C&sub5; und dem Eingangs-/- Ausgangsanschluß T&sub2; und dem Verbindungspunkt des Kondensators C&sub6; und dem Eingangs- /Ausgangsanschluß T&sub3; (zwischen dem Emitter des Schwingoszillators Q&sub1; und dem Emitter des Schwingoszillators O&sub2;) ein Koppelkondensator 0, angeordnet.
  • Die Kapazitäten der extern vorgesehenen Kondensatoren C&sub1; bis C&sub7; sind z. B. folgendermaßen gewählt: 1 pF für den Kondensator C&sub1;, 13 pF für den Kondensator C&sub2;, 56 pE für die Kondensatoren C&sub3; und C&sub4;, 2 pF für die Kondensatoren C&sub5; und C&sub6; und 3 pF für den Kondensator C&sub7;.
  • In der beschriebenen Anordnung erhält die Schwingschaltung OSC über die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse T&sub1;, T&sub2;, T&sub3; und T&sub4; positive Rückkopplung über den Kondensatoren C&sub5; und C&sub6;, die zwischen den Basiselektroden und den Emittern der Schwingtransistoren Q&sub1; und Q&sub2; angeordnet sind, sie schwingt mit der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises RSN, der mit den Basiselektroden der Schwingtransistoren Q&sub1; und Q&sub2; verbunden ist, und liefert über die Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; das lokale Oszillatorsignal 5L mit einer vorbestimmten Frequenz an die Mischschaltung MIX.
  • Die Basiselektroden der Schwingtransistoren Q&sub1; und Q&sub2;, die eine Differenz-Colpitts- Schwingschaltung bilden, sind über den Resonanzkreis RSN miteinander verbunden, so daß sie mit entgegengesetzten Phasen schwingen.
  • Deshalb werden an den Kollektoren der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; lokale Oszillatorsignale SL mit entgegengesetzten Phasen ausgegeben.
  • Wenn die Schwingschaltung von Fig. 1 in einem Fernsehtuner benutzt wird, werden in der Mischschaltung MIX ein FM-moduliertes Videosignal eines ausgewählten Kanals und das lokale Oszillatorsignal SL gemischt, und das Signal mit der Differenzfrequenz wird an den Gleichspannungsverstärker AMPDC ausgegeben. Der Resonanzkreis RSN wird über den Widerstand R&sub8; von dem Ausgangssignal des Gleichspannungsverstärkers AMPoc angesteuert.
  • Das heißt, nach der Phasendetektierung durch die Mischschaltung MIX wird die Steuerspannung der Demodulationsfrequenz, die auf dem Treiberwiderstandselement R&sub8; und dem Ausgangssignal des Gleichspannungsverstärkers AMPDc basiert, der Kathode der variablen Kapazitätsdiode VC&sub1; des Resonanzkreises RSN zugeführt.
  • Wenn nun die oben beschriebene Schaltung als Oszillator in einem FM-Demodulator für Satellitenrundfunk (BS) benutzt würde, hätte die Betriebsfrequenz Werte von 400 MHz bis 500 MHz.
  • Die oben beschriebene Schaltung hat jedoch den Nachteil, daß kein zufriedenstellendes Bild zustande kommen kann, da Rauschen mit einem niedrigen Frequenzband auftreten würde, das von dem menschlichen Auge in dem Fernsehbild leicht wahrgenommen werden könnte. Dies ist auf das sogenannte Schrotrauschen, Flackerrauschen oder Burstrauschen zurückzuführen, die auf den Aufbau der Übergangszone der Schwingtransistoren Q&sub1; und Q&sub2; selbst und die Gitterfehler, auf das von den Widerstandselementen R&sub1; und R&sub2; verursachte Wärmerauschen usw. zurückzuführen sind.
  • Die Steuerspannung der Demodulationsfrequenz, die auf dem Ausgangssignal des Treiberwiderstandselements R&sub8; und dem Gleichspannungsverstärker AMPDc basiert, wird der Kathode der variablen Kapazitätsdiode VC&sub1; des Resonanzkreises RSN zugeführt, das Treiberwiderstandselement R&sub8; hat jedoch, wie oben erläutert, den Widerstandswert 30 kΩ, die Zeitkonstante mit den Kondensatoren ist groß, die Treiberimpedanz der variablen Kapazitätsdiode VC&sub1; ist hoch, so daß der Frequenzgang nicht verbessert wird. Dies ist eine der Ursachen des Niederfrequenzrauschens.
  • Da die Betriebsfrequenz etwa 400 MHz bis 500 MHz beträgt, also hoch ist, kann die Trägerschwingung leicht in die Stromversorgungsquelle und Erde fließen, so daß der Nachteil auftritt, daß durch die Hochfrequenzkomponente eine Pseudoverriegelung und eine Schwebung auftreten kann.
  • DE-A-28 15 570 beschreibt eine Modulatorschaltung mit einem Oszillator, der ein Transistorpaar aufweist, das einen Differentialverstärker bildet und einem Resonanzkreis mit einer Induktivität parallel geschaltet ist. Die Induktivität des Resonanzkreises ist zwischen den Basiselektroden der Transistoren angeordnet.
  • EP-A-0 531 153 beschreibt eine Modulatorschaltung mit einem Oszillator, der ein Transistorpaar aufweist, das einen Differenzverstärker bildet, wobei die Basiselektroden über entsprechende Kondensatoren mit einem geerdeten Resonanzspulen paar verbunden sind.
  • Die vorliegende Erfindung entstand in Anbetracht dieser Umstände und hat das Ziel, einen Oszillator für die Verwendung in einem Fernsehtuner usw. zu schaffen, der das Rauschen reduziert, stabil arbeitet, ohne daß die Trägerschwingung in eine Versorgungsstromquelle oder Erde fließt, so daß das Auftreten einer Pseudoverriegelung und einer Hochfrequenzschwebung selbst bei einem schwachen elektrischen Feld verhindert und deshalb bei dem Einsatz in einem Fernsehtuner die Qualität des Fernsehbilds verbessert werden kann.
  • Gemäß vorliegender Erfindung ist ein Oszillator vorgesehen mit einem aus einem ersten und einem zweiten Transistor gebildeten Differenzverstärker und mit einer Resonanzschaltung, deren Ausgänge mit den Basiselektroden des ersten und des zweiten Transistors verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein erstes induktives Element vorgesehen ist, das zwischen den Basiselektroden des ersten und des zweiten Transistors angeordnet ist, sowie ein zweites induktives Element, das der Resonanzschaltung parallel geschaltet ist, daß ein Punkt, der die Induktivität des zweiten induktiven Elements in zwei im wesentlichen gleiche Werte teilt, geerdet ist, und daß die Impedanz des ersten induktiven Elements bei Frequenzen um die Schwingungsfrequenz kleiner ist als die Impedanz des zweiten induktiven Elements.
  • Die Basiselektroden des ersten und zweiten Transistors sind erfindungsgemäß über das erste induktive Element miteinander verbunden, so daß die Impedanz zwischen den Basiselektroden während des Schwingvorgangs niedrig wird und deshalb das sog. Schrotrauschen, Flackerrauschen, Burstrauschen usw., die durch die Konstruktion der Übergangszone des ersten und zweiten Transistors selbst oder durch Gitterfehler entstehen, eliminiert werden, und bei der Anwendung in einem Fernsehtuner das Auftreten von Niederfrequenzrauschen in dem Fernsehbild unterdrückt werden kann.
  • Außerdem besitzt die Schwingschaltung wegen des zweiten induktiven Elements einen vollkommen symmetrischen Aufbau. Deshalb wird eine stabile Schwingung erreicht, ohne daß die Trägerschwingung in die Stromversorgungsquelle oder Erde fließt, so daß das Auftreten einer Pseudoverriegelung oder einer Hochfrequenzschwebung selbst bei einem schwachen elektrischen Feld verhindert werden kann.
  • Der Oszillator besitzt ferner eine Mischschaltung mit Eingängen, die mit Ausgängen des Verstärkers verbunden sind, und ein drittes induktives Element, das zwischen einem Ausgang der Mischschaltung und einem Frequenzsteuerungsanschluß des Resonanzkreises angeordnet ist.
  • Der Resonanzkreis wird mit einem Signal angesteuert, das in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Verstärkers in der Mischschaltung phasendetektiert wird und über das dritte induktive Element dem Frequenzsteuerungsanschluß zugeführt wird.
  • Der Resonanzkreis wird erfindungsgemäß bei der Demodulationsfrequenz über das dritte induktive Element mit niedriger Impedanz angesteuert. Dadurch wird der Frequenzverlauf verbessert, und das Auftreten von Niederfrequenzrauschen wird unterdrückt.
  • Der Resonanzkreis enthält vorteilhafterweise ein erstes und ein zweites variables kapazitives Element, die mit entgegengesetzter Polung in Reihe geschaltet sind. Der Frequenzsteuerungsanschluß ist an dem gemeinsamen Verbindungspunkt der variablen kapazitiven Elemente vorgesehen, so daß die Kapazitätswerte des ersten und des zweiten variablen kapazitiven Elements in Abhängigkeit von einem Signal aus dem zweiten induktiven Element variieren.
  • Der Oszillator besitzt ferner vorzugsweise ein erstes kapazitives Element, das zwischen der Basis und dem Emitter des ersten Transistors des Verstärkers angeordnet ist, ein zweites kapazitives Element, das zwischen der Basis und dem Emitter des zweiten Transistors des Verstärkers angeordnet ist, und ein drittes kapazitives Element, das zwischen den Emittern des ersten und des zweiten Transistors angeordnet ist.
  • Da die Basis und der Emitter des ersten Transistors über das erste kapazitive Element verbunden sind, der Emitter des ersten Transistors über das zweite kapazitive Element mit Erde verbunden ist, die Basis des zweiten Transistors über das dritte kapazitive Element mit Erde verbunden ist und der Kollektor des ersten Transistors mit Erde verbunden ist, kann die Impedanz des zweiten kapazitiven Elements und des ersten induktiven Elements selbst zu der Schwingung beitragen. Die Erdungspunkte werden das dritte kapazitive Element und der Kollektor des ersten Transistors, so daß die Unsymmetrie des Differenzpaars aufgrund von Änderungen in den Elementen oder von externem Rauschen keine Wirkung ausübt und der Schwingungsvorgang jederzeit genau durch die peripheren Elemente des ersten Transistors gesteuert wird.
  • Alternativ enthält der Oszillator ein erstes kapazitives Element, das zwischen der Basis und dem Emitter des ersten Transistors angeordnet ist, ein zweites kapazitives Element, das zwischen dem ersten Transistors und Erde angeordnet ist, und ein drittes kapazitives Element, das zwischen der Basis des zweiten Transistors und Erde angeordnet ist. Der Kollektor des ersten Transistors ist mit Erde verbunden.
  • Das erste induktive Element hat vorzugsweise einen Anschlußpunkt, der seine Induktivität in zwei im wesentlichen gleiche Werte teilt und der mit Erde verbunden ist.
  • Die vorangehend beschriebenen Ziele sowie weitere Ziele und Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, die auf die anliegenden Zeichnungen Bezug nimmt, weiter verdeutlicht.
  • Fig. 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines Beispiels für den Aufbau eines Oszillators nach dem Stand der Technik,
  • Fig. 2 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Oszillators gemäß der Erfindung,
  • Fig. 3 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Oszillators gemäß der Erfindung.
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
    • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Fig. 2 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Oszillators gemäß der Erfindung, wobei Komponenten, die Komponenten von Fig. 1 entsprechen, in der der Stand der Technik dargestellt ist, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie dort.
  • Das heißt, OSC bezeichnet eine Schwingungsschaltung, RSNa eine Resonanzschaltung, MIX eine Mischschaltung, AMPDC einen Gleichspannungsverstärker, L&sub2; eine Schwingspule, L&sub3; eine Spule mit zentralem Abgriff, L&sub4; eine Treiber-Hochfrequenzsignal-Sperrspule, C&sub5; und C&sub6; positive Rückkopplungskondensatoren und C&sub7; einen Koppelkondensator.
  • Die Schaltung kann vorzugsweise als Oszillator für einen FM-Demodulator für Satellitenrundfunk (BS) verwendet werden und arbeitet bei einer Frequenz von etwa 400 MHz bis 500 M Hz.
  • Die Schwingschaltung OSC ist integriert und besteht aus npn-Transistoren Q&sub1; und Q&sub2;, die eine Differenz-Colpitts-Schwingschaltung bilden, npn-Transistoren Q&sub3; und Q&sub4;, die eine Differenz-Ausgangsstufe bilden, einer Konstantspannungsquelle V&sub1;, die die Vorspannung für die npn-Schwingtransistoren Q&sub1; und Q&sub2; liefert, Widerstandselementen R&sub1; bis R&sub4; und Konstantstromquellen I1 bis I&sub3;.
  • Die Basis des Schwingtransistors Q&sub1; ist mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub1;, ferner über das Widerstandselement R&sub1; mit der Konstantspannungsquelle V&sub1; und über das Widerstandselement R&sub3; mit der Basis des Transistors Q&sub3; verbunden. Der Emitter des Schwingoszillators Q&sub1; ist mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub2; und mit der Konstantstromquelle I&sub1; verbunden, die ihrerseits geerdet ist. Der Kollektor des Schwingtransistors Q&sub1; ist mit der Leitung der Stromversorgungsspannung Vcc verbunden.
  • Die Basis des Schwingtransistors Q&sub2; ist mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub4;, ferner über das Widerstandselement R&sub2; mit der Konstantspannungsquelle V&sub1; und über das Widerstandselement R&sub4; mit der Basis des Transistors Q&sub4; verbunden. Der Emitter des Schwingtransistors Q&sub2; ist mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub3; und mit der Konstantstromquelle I&sub2; verbunden. Die Konstantstromquelle I&sub2; ist geerdet. Der Kollektor des Schwingtransistors Q&sub2; ist mit der Leitung der Stromversorgungsspannung Vcc verbunden.
  • Die Emitter der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; sind miteinander verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen Ihnen ist mit der Konstantstromquelle I&sub3; verbunden. Die Konstantstromquelle I&sub3; ist geerdet. Die Kollektoren der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; sind mit dem Eingang der Mischschaltung MIX verbunden.
  • Die Ausgänge der Mischschaltung MIX sind über die Lastwiderstandselemente R&sub5; und R&sub6; mit der Leitung der Versorgungsspannung Vcc und außerdem mit dem Eingang des Gleichspannungsverstärkers AMPDC verbunden.
  • Der Resonanzkreis RSNa besteht primär aus den beiden variablen Kapazitätsdioden VC&sub1; und VC&sub2;, deren Kathoden miteinander verbunden sind. Die Schwingspule L&sub2; und die Spule L&sub3; mit zentralem Abgriff sind den variablen Kapazitätsdioden VC&sub1; und VC&sub2; parallel geschaltet, während die Treiber-/Hochfrequenzsignalsperrspule L&sub4; zwischen dem Verbindungspunkt der Kathoden der beiden variablen Kapazitätsdioden VC&sub1; und VC&sub2; und dem Ausgang des Gleichspannungsverstärkers AMPDC angeordnet ist.
  • Als Schwingspule L&sub2; wird eine Spule benutzt, die z. B. aus zwei bis vier Windungen (T) besteht und bei einer Frequenz von 400 MHz eine Impedanz von etwa 20 Ω hat. Ein Ende der Schwingspule L&sub2; ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub1; und dem positiven Rückkopplungskondensator C&sub5; verbunden, während das andere Ende mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Eingangs-/Ausgangsanschluß T&sub4; und dem positiven Rückkopplungskondensator C&sub6; verbunden ist. Das heißt durch die Schwingspule L&sub2; sind die Basiselektroden der Schwingtransistoren Q&sub1; und Q&sub2; über eine niedrige Impedanz miteinander verbunden. Die Schwingungsfrequenz wird durch die Schwingspule L&sub2; und die variablen Kapazitätsdioden VC&sub1; und VC&sub2; bestimmt. Die Schwingungsfrequenz f ist durch folgende Gleichung gegeben:
  • (1) f = 1/{2R(L·CD/1/2}
  • Die Kapazitäten der variablen Kapazitätsdioden VC, und VC&sub2; sind jeweils auf etwa 10 bis 20 pF eingestellt. Die Anode der variablen Kapazitätsdiode VC&sub1; ist über einen Koppelkondensator C&sub8; mit dem Verbindungspunkt zwischen einem Ende der Schwingspule L&sub2; und dem positiven Rückkopplungskondensator C&sub5; verbunden. Die Anode der variablen Kapazitätsdiode VC&sub2; ist über einen Koppelkondensator C&sub9; mit dem Verbindungspunkt zwischen dem anderen Ende der Schwingspule L&sub2; und dem positiven Rückkopplungskondensator C&sub6; verbunden.
  • Die Kapazitäten der Koppelkondensatoren C&sub8; und C&sub9; betragen beispielsweise 30 bis 50 pF.
  • Die verwendete Spule L&sub3; mit zentralem Abgriff besitzt z. B. 10 Windungen und hat bei einer Frequenz von 400 MHz eine Impedanz von etwa 200 0. Das heißt, L&sub3; > > L&sub2;.
  • Ein Ende der Spule L&sub3; mit zentralem Abgriff ist mit der Anode der variablen Kapazitätsdiode VC&sub1; verbunden, während das andere Ende mit der Anode der variablen Kapazitätsdiode VC&sub2; verbunden ist. Der zentrale Punkt (Abgriff) ist geerdet. Deshalb werden die variablen Kapazitätsdioden VC&sub1; und VC&sub2; auf Erdpotential gehalten.
  • Es ist zu beachten, daß die Impedanz der Spule L&sub3; mit zentralem Abgriff, bezogen auf die Schwingungsfrequenz f ausreichend hoch ist, so daß der zentrale Abgriff nicht genau in dem zentralen Punkt der Spule liegen muß und in passend positioniert werden kann. Die Spule L&sub3; mit zentralem Abgriff muß nicht notwendigerweise eine einzige Spule sein, deren zentraler Punkt geerdet ist, es ist vielmehr auch möglich, zwei Spulen mit gleicher Windungszahl in Reihe zu schalten und ihren Verbindungspunkt zu erden.
  • Die hier verwendete Treiber-/Hochfrequenzsignalsperrspule L&sub4; ist eine Spule, die z. B. 15 Windungen hat und bei der Schwingungsfrequenz hohe Impedanz und bei der Demodulationsfrequenz niedrige Impedanz, z. B. einige 10 0, hat. Sie ist ferner so ausgebildet, daß sie bei niedriger Frequenz, z. B. bei weniger als 100 kHz, eine Impedanz von weniger als 0,063 0 hat.
  • Die Treiber-/Hochfrequenzsignalsperrspule L&sub4; ist mit einem Ende mit dem Verbindungspunkt der Kathoden der variablen Kapazitätsdioden VC&sub1; und VC&sub2; und mit dem anderen Ende des Ausgang des Gleichspannungsverstärkers AMPoc verbunden.
  • Als nächstes wird die Wirkungsweise der oben beschriebenen Schaltung erläutert.
  • Die Schwingschaltung OSC arbeitet als sogenannte völlig symmetrische Colpitts-Schwingungsschaltung, da der zentrale Punkt der zentral angeordneten Spule L&sub3; mit zentralem Abgriff geerdet ist.
  • Eine solche völlig symmetrische Schwingungsschaltung OSC erfährt in dem induktiven Bereich des sogenannten parallelen Tankkreises zwischen der Schwingspule L&sub2; und den variablen Kapazitätsdioden VC&sub1; und VC&sub2; durch die Kondensatoren C&sub5; und C&sub6;, die zwischen den Basiselektroden und den Emittern der Schwingtransistoren Q&sub1; und Q&sub2; angeordnet sind, über die Eingangs-/Ausgangsanschlüsse T&sub1;, T&sub2;, T&sub3; und T&sub4; eine positive Rückkopplung, schwingt mit der Resonanzfrequenz und gibt das lokale Oszillatorsignal SL mit der vorbestimmten Frequenz über die Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; an die Mischschaltung MIX aus.
  • Es ist zu beachten, daß die Basiselektroden der Schwingungstransistoren Q&sub1; und Q&sub2;, die die Differenz-Colpitts-Schwingungsschaltung bilden, über den Resonanzkreis RSNa miteinander verbunden sind, so daß sie mit unterschiedlichen Phasen schwingen.
  • Deshalb werden an den Kollektoren der Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; lokale Oszillatorsignale SL mit entgegengesetzten Phasen ausgegeben.
  • Dabei sind die Basiselektroden der Schwingungstransistoren Q&sub1; und O&sub2; über die Spule, die in der Nähe der Schwingungsfrequenz niedrige Impedanz hat, miteinander verbunden, so daß das sogenannte Schrotrauschen, Flackerrauschen, Burstrauschen usw., die durch den Aufbau der Übergangszone des ersten und des zweiten Transistors Q&sub1; und Q&sub2; selbst verursacht werden, das Wärmerauschen, das auf die Widerstandselemente R&sub1; und R&sub2; zurückzuführen ist, usw. eliminiert werden und bei der Anwendung als Fernsehtuner das Auftreten von Niederfrequenzrauschen in dem Fernsehbild unterdrückt werden kann.
  • Bei der Anwendung als Fernsehtuner werden in der Mischschaltung MIX das FM-modulierte Videosignal des ausgewählten Kanals und das lokale Oszillatorsignal SL gemischt, und das Signal mit der Differenzfrequenz wird an den Gleichspannungsverstärker AMPDC ausgegeben. Der Resonanzkreis RSNa wird über die Spule L&sub4; durch das Ausgangssignal des Gleichspannungsverstärkers AMPDC angesteuert.
  • Das heißt, nach der Phasendetektierung in der Mischschaltung MIX wird die Steuerspannung der Demodulationsfrequenz, die auf dem Ausgangssignal der Spule L&sub4; und des Gleichspannungsverstärkers AMPDC basiert, der Kathode der variablen Kapazitätsdioden VC&sub1; und VC&sub2; des Resonanzkreises RSNa zugeführt. Die Schwingungsschaltung OSC schwingt schließlich auf einer Frequenz, die mit der der Steuerspannung entsprechenden Frequenz verrastet ist.
  • Die Spule L&sub4; hat bei der Schwingungsfrequenz hohe Impedanz, bei der Demodulationsfrequenz jedoch eine niedrige Impedanz von z. B. einigen 10 Ohm, so daß der Frequenzverlauf verbessert wird und das Auftreten von Niederfrequenzrauschen unterdrückt werden kann.
  • Da die Schwingungsschaltung für vollständig symmetrischen Betrieb konfiguriert ist, kann das Fließen der Trägerschwingung in die Versorgungsspannungsquelle und Erde zu verhindert werden, so daß das Auftreten einer Pseudoverriegelung oder einer Schwebung dirch die hohe Frequenzkomponente verhindert werden kann, obwohl die Betriebsfrequenz hoch ist und im Bereich von 400 MHz bis 500 MHz liegt.
  • Wie oben erläutert wurde, sind die Basiselektroden der Schwingungstransistoren Q&sub1; und Q&sub2; erfindungsgemäß über die Spule L&sub2; mit niedriger Impedanz miteinander verbunden, so daß die Impedanz für das Flacker- und Niederfrequenzrauschen nahe bei Null liegt, mit dem Ergebnis, daß das Rauschen in dem Fernsehbild reduziert werden kann.
  • Die Spule L&sub3; mit zentralem Abgriff ermöglicht einen vollständig symmetrischen Betrieb der Schwingungsschaltung. Dadurch läßt sich ein stabiler Betrieb erreichen, ohne daß die Trägerschwingung in die Stromversorgungsquelle und zur Erde fließt. Außerdem kann selbst bei einem schwachen elektrischen Feld das Auftreten einer Pseudoverriegelung und einer Hochfrequenzschwebung verhindert werden.
  • Da die variablen Kapazitätsdioden VC&sub1; und VC&sub2; von der Spule L&sub4; angesteuert werden, kann die Impedanz im Bereich des Flackerrauschens niedrig gehalten und das Niederfrequenzrauschen unterdrückt werden.
    • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Fig. 3 zeigt das Schaltungsdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des Oszillators gemäß der Erfindung.
  • Der Unterschied zwischen dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß das lokale Oszillatorsignal SL der Schwingungsschaltung OSC nicht mehr über die npn-Transistoren Q&sub3; und Q&sub4; ausgegeben wird, die parallel zu den Schwingungstransistoren Q&sub1; und Q&sub2; angeordnet sind. Statt dessen sind zwischen den Schwingungsoszillatoren Q&sub1; und Q&sub2; und den mit der Versorgungsspannung Vcc verbundenen Lastwiderstandselementen R&sub1;&sub0; und R&sub1;&sub1; npn-Transistoren Q&sub5; und Q&sub6; in Reihe geschaltet, und das lokale Oszillatorsignal SL wird an den Verbindungspunkten zwischen den Kollektoren der npn-Transistoren Q&sub5; und Q&sub6; und den Lastwiderstandselementen R&sub1;&sub0; und R&sub1;&sub1; ausgegeben.
  • Ferner sind zwischen den Emittern der Schwingungstransistoren Q&sub1; und Q&sub2; und Erde Widerstandselemente R&sub1;&sub2; und R&sub1;&sub3; vorgesehen, die als Konstantstromquellen fungieren.
  • Der Emitter des Transistors Q&sub5; ist mit dem Kollektor des Schwingungstransistors Q&sub1; verbunden, der Emitter des Transistors Q&sub6; ist mit dem Kollektor des Schwingungstransistors Q&sub2; verbunden, und die Basiselektroden der beiden Transistoren Q&sub5; und Q&sub6; sind mit einer Konstantspannungsquelle V&sub2; verbunden.
  • Ferner ist die Konstantspannungsquelle V&sub1; mit der Basis eines pnp-Transistors P&sub1; verbunden, dessen Emitter mit dem Verbindungspunkt der Widerstandselemente R&sub1; und R&sub2; verbunden ist und dessen Kollektor geerdet ist.
  • Die Arbeitsweise ist bei dieser Konfiguration ähnlich wie bei dem oben erläuterten ersten Ausführungsbeispiel. Man erhält natürlich eine ähnliche Wirkung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel und hat den Vorteil, daß der Stromverbrauch reduziert und die Trennung gegenüber der Mischschaltung MIX verbessert werden kann.
  • Wie oben erläutert wurde, gelangt in einer Schwingungsschaltung gemäß der Erfindung beim Einsatz in einem Fernsehtuner oder dgl. die Impedanz des Flacker- und Niederfrequenzrauschens in die Nähe von Null, und als Ergebnis kann das Rauschen in dem Fernsehbild reduziert werden.
  • Da ein induktives Element mit zentralem Abgriff vorgesehen ist, fließt die Trägerschwingung nicht in die Stromversorgungsquelle und zur Erde, so daß selbst bei einem schwachen elektrischen Feld eine stabile Schwingung erreicht und das Auftreten einer Pseudoverriegelung und einer Hochfrequenzschwebung verhindert werden kann.

Claims (9)

1. Oszillator
mit einem aus einem ersten und einem zweiten Transistor (Q&sub2;, Q&sub1;) gebildeten Differenzverstärker,
und mit einer Resonanzschaltung (RSNa), deren Ausgänge mit den Basiselektroden des ersten und des zweiten Transistors (Q&sub2;, Q&sub1;) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß ein erstes induktives Element (L&sub2;) vorgesehen ist, das zwischen den Basiselektroden des ersten und des zweiten Transistors (Q&sub2;, Q&sub1;) angeordnet ist, sowie ein zweites induktives Element (L&sub3;), das der Resonanzschaltung (RSNa) parallel geschaltet ist,
daß ein Punkt, der die Induktivität des zweiten induktiven Elements in zwei im wesentlichen gleiche Werte teilt, geerdet ist,
und daß die Impedanz des ersten induktiven Elements (L&sub2;) bei Frequenzen um die Schwingungsfrequenz kleiner ist als die Impedanz des zweiten induktiven Elements (L&sub3;).
2. Oszillator nach Anspruch 1, ferner mit einer Mischschaltung (MIX), mit Eingängen, die mit Ausgängen des Verstärkers verbunden sind, sowie mit einem dritten induktiven Element (L&sub4;), das zwischen einem Ausgang der Mischschaltung (MIX) und dem Frequenzsteuerungsanschluß der Resonanzschaltung (RSNa) angeordnet ist,
wobei die Resonanzschaltung (RSNa) von einem Signal betrieben wird, das in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Verstärkers in der Mischschaltung (MIX) phasendetektiert wird und über das dritte induktive Element (L&sub4;) dem Frequenzsteuerungsanschluß zugeführt wird.
3. Oszillator nach Anspruch 2, bei dem die Frequenzsteuerungsanschluß parallel zu dem zweiten induktiven Element (L&sub1;) angeordnet ist.
4. Oszillator nach Anspruch 2,
bei dem die Resonanzschaltung wenigstens ein erstes und ein zweites variables kapazitives Element (VC&sub1;, VC&sub2;) aufweist, die mit entgegengesetzter Polung in Reihe geschaltet sind,
und bei dem der Frequenzsteuerungsanschluß an dem gemeinsamen Verbindungspunkt der variablen kapazitiven Elemente (VC&sub1;, VC&sub2;) vorgesehen ist, um die Kapazitäten des ersten und des zweiten variablen kapazitiven Elements (VC&sub1;, VC&sub2;) in Abhängigkeit von einem Signal aus dem dritten induktiven Element (L&sub4;) zu verändern.
5. Oszillator nach Anspruch 1, ferner mit
einem ersten kapazitiven Element (C&sub6;), das zwischen der Basiselektrode und dem Emitter des ersten Transistors (Q&sub2;) des Verstärkers angeordnet ist,
einem zweiten kapazitiven Element (C&sub5;), das zwischen der Basiselektrode und dem Emitter des zweiten Transistors (Q&sub1;) des Verstärkers angeordnet ist, und
einem dritten kapazitiven Element (C&sub7;), das zwischen den Emittern des ersten und des zweiten Transistors (Q&sub2;, Q&sub1;) angeordnet ist.
6. Oszillator nach Anspruch 5,
bei dem das erste und das zweite kapazitive Element (C&sub6;, C&sub5;) als positive Rückkopplungskondensatoren fungieren und
bei dem das dritte kapazitive Element (C&sub7;) als Koppelkondensator fungiert.
7. Oszillator nach Anspruch 5, bei dem der Verstärker eine erste Stromquelle (12) aufweist, die zwischen dem Emitter des ersten Transistors (Q&sub2;) und Erde angeordnet ist, und eine zweite Stromquelle (1), die zwischen dem Emitter des zweiten Transistors (Q&sub1;) und Erde angeordnet ist.
8. Oszillator nach Anspruch 4, bei dem der Verstärker eine Vorspannungsschaltung (R&sub1;, R&sub2;, V&sub1;) aufweist, die mit den Basiselektroden des ersten und des zweiten Transistors (Q&sub2;, Q&sub1;) verbunden sind.
9. Oszillator nach Anspruch 5, bei dem der Verstärker als Differenz-Colpitts-Schwingungsschaltung ausgebildet ist.
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