DE821225C

DE821225C - Oszillatorschaltung

Info

Publication number: DE821225C
Application number: DEP56035A
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Herzog
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1949-09-27
Filing date: 1949-09-27
Publication date: 1951-11-15

Description

Oszillatorschaltung Es ist bekannt, zur Steuerung von Sendern hochkonstante Oszillatoren mit einem Schwingkristall und einer Elektronenröhre zu.verwenden. Beispiele hierfür sind die bekannten Schaltungen von Pierce und Heegner sowie die Brückenoszillatoren. Solche Schaltungen können als konstant bezeichnet werden, wenn der Einfluß der Veränderungen der Schaltelemente einschließlich der Röhren auf die Frequenz weitestgehend herabgesetzt ist. Zur Erzielung einer hohen Konstanz ist es bekannt, die Schwingröhre so lose an den frequenzbestimmenden Schwingungskreis anzukoppeln, daß die Schaltung möglichst nahe an der Grenze der Schwingfähigkeit schwingt. Es ist ferner unabhängig hiervon bekannt, die Rückkopplungsenergie durch eine oder mehrere zur Schwingröhre zusätzliche Röhren zu verstärken.
Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige Oszillatorschaltung mit Verstärkung der Schwingungsenergie in einer oder mehreren zur Schwingröhre zusätzlichen Röhren und gibt die Mittel zur Erzielung einer besonders holten Frequenzkonstanz an. Eine solche Erhöhung ist besonders einfach bei aus rückgekoppelten Filtern bestehenden Brückenoszillatoren durchzuführen.
Die Erfindung besteht darin, daß zur Erhöhung der Frequenzkonstanz die Steilheit der Phasenkurve der frequenzbestimmenden Schaltung durch Abzweigung einer nur geringen Energie für den Rückkopplungskanal am Eingang und Ausgang der frequenzbestimmenden Schaltung und/oder durch Anbringen eines Dämpfungspols auf der Dämpfungskurve der frequenzbestimmenden Schaltung in der Nähe der Schwingstelle so weit vergrößert wird, daß mit der Schwingröhre allein keine Selbsterregung auftreten würde und Änderungen der Schaltelemente des Rückkopplungskanals sich nicht merklich auf die frequenzbestimmende Schaltung übertragen.
Ein Mittel zur Erzielung der erwähnten Abzweigungen besteht darin, die beiderseitigen Ohmschen Abschlußwiderstände der frequenzbestimmenden Schaltung klein zu bemessen. Die Wirkungsweise -der Erfindung soll an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei stellt die Schaltung gemäß Abb. i einen bekannten Einrohroszillator dar, bei dem das frequenzbestimmende Glied durch ein Quarzdifferentialbrückenfilter gegeben ist. Bei richtiger Polung des Differentialübertragers ist die Phasenbeziehung für die Schwingbedingung gegeben. Die Abhängigkeit der Frequenzkonstanz von den Schaltelementen läßt sich durch die Formel darstellen, in der F bedeutet Funktion von. Die Formel zeigt, daß ein großes k, d. h. eine hohe Frequenzkonstanz, kleine Größen Cl, Co, R1 und R2 erfordert. Es ist auch ohne diese Formel ersichtlich, daß Änderungen der Schaltelemente, z. B. Veränderungen der Wirkwiderstände und Kapazitäten der Röhre, sich weniger auf die Phase der Spannung an den Abschlußwiderständen R1 und R2 und damit auf die Frequenz auswirken, wenn diese selbst kleine Werte besitzen. Die Verkleinerung von R1 und R2 kann aber nicht beliebig weit getrieben werden, da die Größe der rückgekoppelten Spannung schließlich nicht mehr ausreicht, um eine Selbsterregung zu erzielen. Der Ausgleich erfolgt dadurch, daß die kleine Spannung an dem Widerstand R2 vor ihrer Rückführung auf das Gitter der Schwingröhre noch einmal verstärkt wird.
Abb.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Schwingröhre ist mit i bezeichnet, außerdem sind zwei zusätzliche Röhren 2 und 3 vorgesehen, von denen eine Röhre im wesentlichen die Phasendrehung bewirkt. Grundsätzlich könnte diese zweite zusätzliche Röhre durch einen Übertrager ersetzt werden. Aber auch ein solcher Übertrager ist dann nicht mehr erforderlich, wenn die Filterschaltung, die die Frequenz bestimmt, bereits selbst einen Übertrager besitzt, der entsprechend gepolt werden müßte. Die Anschaltung der beiden zusätzlichen Röhren erfolgt zweckmäßig so, daß an der Anode der zweiten und am Gitter der dritten Röhre eine hohe Spannung bzw. Leistung vorhanden ist. An dieser Stelle soll gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Verbraucher angekoppelt werden. Die Anode der dritten Röhre, also der Schwingröhre, ist nämlich durch den Widerstand R1 praktisch kurzgeschlossen. Ebenso ist der Eingangswiderstand der ersten Röhre durch den gemäß der Erfindung klein zu wählenden Widerstand R2 zu gering, um dort ankoppeln zu können. Die Hinzufügung von Verstärkerröhren in den Rückkopplungszweig des Oszillators hat also den zusätzlichen Vorteil, daß man den Verbraucher an einer solchen Stelle des Verstärkungsweges ankoppeln kann, an der die frequenzbestimmenden Schaltelemente am wenigsten belastet werden.
Will man die Abschlußwiderstände R1 und R1 gemäß Abb. 2 nicht zu klein werden lassen, so läßt sich die Konstanz auch dadurch verbessern, daß man auf der Dämpfungskurve der Schaltung, als Filter betrachtet, einen Dämpfungspol in der Nähe der Schwingstelle anbringt. Ein solcher Dämpfungspol bringt die Schwingstelle in einen Bereich steilen Dämpfungsanstiegs, @@ol>ei gleichzeitig die Phasenkurve des Filters, die finit der Oszillatorphasenkurve übereinstimmt, steiler wird. Steilere Phasenkurve bedeutet aber höhere Konstanz. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß sich die Schwingfrequenz nicht ändert. Beliebige Dämpfungspöle haben keinen Einfluß auf die Schwingfrequenz. Beim Einfügen des Dämpfungspols ändern sich alle Schaltelemente, wobei die Berechnung nach aus der Filtertechnik her bekannten Formeln erfolgt. Auch bei Anwendung eines Dämpfungspols wird das Herausgehen aus der Selbsterregung durch höhere Verstärkung ausgeglichen.
Es ist noch zu erwähnen, daß die Ankopplung der Röhren durch Widerstände oder durch auf die Kristallfrequenz abgestimmte Kreise erfolgen kann, wobei Kreise den Klirrfaktor wesentlich verringern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Oszillatorschaltung mit Verstärkung der Rückkopplungsenergie durch eine oder mehrere zur Schwingröhre zusätzliche Röhren, insbesondere mit Schwingkristall, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Frequenzkonstanz die Steilheit der Phasenkurve der frequenzbestimmenden Schaltung durch Abzweigung einer nur geringen Energie für den Rückkopplungskanal am Eingang und Ausgang der frequenzbestimmenden Schaltung und/oder durch Anbringen eines Dämpfungspols auf der Dämpfungskurve der frequenzbestimmenden Schaltung in der Nähe der Schwingstelle so weit vergrößert wird, daß mit der Schwingröhre allein keine Selbsterregung auftreten würde und Änderungen der Schaltelemente des Rückkopplungskanals sich nicht merklich auf die frequenzbestimmende Schaltung übertragen.
2. Oszillatorschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigung einer nur geringen Energie für den Rückkopplungskanal durch Verwendung kleiner Ohmscher Abschlußwiderstände erfolgt.
3. Oszillatorschaltung nach Anspruch i mit Schwingkristall, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung derjenigen Röhren, die nicht durch die frequenzbestimmende Schaltung gekoppelt sind, auf die Kristallfrequenz abgestimmte Kreise dienen.
Oszillatorschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher an die Anode der Röhre angekoppelt ist, die derjenigen Röhre vorhergeht, in deren Anodenkreis die frequenzbestimmende Schaltung liegt.
5. Oszillatorschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzbestimmende Schaltung eine Brückenschaltung ist.