DE953270C - Oszillatorschaltung mit Transistor - Google Patents

Description

• Oszillatorschaltung mit Transistor Bei Verwendung eines Transistors in einem Oszillator, der auf einem größeren Frequenzbereich stetig abstimmbar ist, besteht die Schwierigkeit, die Oszillatoxamplitude auf dem ganzen Frequenzbereich konstant zu halten oder sogar überhaupt die Schwingungserzeugung aufrechtzuerhalten. Bei den höheren Frequenzen reißen die Schwingungen leicht ab, weil bei diesen Frequenzen die Rückkopplung nach Betrag und Phase nicht den erforderlichen Wert hat. Dies liegt an der starken Frequenzabhängigkeit von Betrag und Phase der Kennwerte des Transistors, insbesondere der Steilheit. Diese Eigenschaft des Transistors tritt oberhalb einer bestimmten Frequenz auf, -deren Lage von der Bauart des Transistors abhängt. 'Bei manchen Transistoren liegt die kritische Frequenz bereits bei den mittleren Frequenzen des Mittelwellenbereichs. Bei anderen Transistoren liegt sie erst im Kurzwellen-Bereich. Die Erfindung ist für denjenigen Frequenz-Bereich bestimmt, in dem die kritische Frequenz noch merklich von dem oberen Eide des Frequenzbereiches entfernt im Innern dieses Bereiches liegt.
• Es gibt -zwar Oszillatorschaltungen für Transistoren, bei denen die Schwingungen nicht abreißen, weil bei ihnen im Riäckkopplungsweg eine frequenzabhängige Phasendrehung stattfindet, jedoch ist die Oszillatoramplicude stark frequenzabhängig, und es ist die .erzeugte Schwingung stark obcrwellenhaltig, weil mindestens an dem einen Ende des Frequenzbereiches die Phasenlage der Rückkopplungsspannung von dem erforderlichen Wert so weit abweicht, daß die Rückkopplungsspannung dem Betrage nach entsprechend viel größer ist- als bei richtiger Phasenlage, ' was eine Übersteuerung zur Folge hat.
• Die Erfindung zeigt eine Schaltung, die diese Nachteile vermeidet. Erfindungsgemäß wird die Rückkopplungsspannung aus drei Spannungen z14-sainmengesetzt, von denen die erste von einem Teil der Schwingkreiskapazität abgegriffen ist, die zweite Spannung von einem Teil der Schwingkreisinduktivität mit einer der ersten Spannung.entgegengesetzten Phasenlage, also mit umgekehrter Phasenlage wie bei den üblichen Rückkopplungsschaltungen, und die dritte Spannung von einem in den Schwingungskreis in Reihe eingeschalteten Ohmschen Widerstand entnommen ist. Hierbei sind diese drei Spannungen, von denen die von der Kapazität abgegriffene Spannung bei den niedrigen Frequenzen des .Bereiches und die von der Induktivität abgegriffene Spannung bei den hohen Frequenzen und die von .dem: Ohmschen Widerstand abgegriffene Spannung bei den mittleren Frequenzen überwiegt, so bemessen, daß auf dem ganzen Frequenzbereich eine annähernd konstante Schwingungsamplitude erzielt ist.
• Man kann diese drei Größen einstellbar machen, so daß sich die Amplituden an drei Punkten des Frequenzbereiches genau in Übereinstimmung bringen lassen und deshalb auch auf dem,ganzen Bereich annähernd gleich groß sind. Die Einstellung der von der Induktivität abgegriffenen Spannung kann z. B. durch Änderung einer induktiven Kopplung erfolgen. Die anderen Einstellungen können durch Auswechseln des betreffenden Kondensators bzw. durch einen regelbaren Widerstand vorgenommen werden. .
• Beim Aufbau von selbstschwingenden Mischstufen in Überlagerungsempfängern, insbesondere in Kofferempfängern, hat die erfindungsgemäße Oszillatorschaltung noch den zusätzlichen Vorteil gegenüber den bisher bekannten Schaltungen von solchen Mischstufen, daß die Impedanz der Rückkopplungselemente niedrig ist, wodurch der Verlust an Empfangsspannung entsprechend klein ist und gleichzeitig die Bedingung einer auf dem ganzen Frequenzbereich annähernd konstanten Oszillatoramplitude erfüllt - ist. Hierbei ist es zweckmäßig-, den Empfangskreis an den Emitter und den Rückkopplungszweig des Oszillators an die Basiselektrode anzuschließen, da dies für die Schwingungserzeugung am günstigsten-ist. Diese Schaltung entspricht nämlich dann bezüglich des Oszillators der Kathoden-Basis-Schaltung einer Röhre.
• Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Transistor-Oszillator,und Abb. 3 die Anwendung eines solchen- Oszillators auf eine selbstschwingende Mischstufe. Die Kennlinien in Abb. 2 dienen zur Erläuterung der Erfindung.
• In Abb. i ist ein Transistor T mit Emitter E, Kollektor K und Basiselektrode B dargestellt. Der Widerstand R1 von z. B. S'kO mit Überbrückungskondensator von z. B. 2o ooo pF dient in bekannter Weise zur Stromstabilisierung. Da der Emitter durch den Widerstand R1 eine zu hohe negative Spannung erhält, wird der Basiselektrode B durch den Spannungsteiler R2 (z. B. io kQ), R3 (ioo k.Q) eine entsprechend hohe negative Spannung erteilt. Am Kollektor K liegt der Oszillatorschwingungskreis O, der im wesentlichen aus der Spule L und dem Drehkondensator C besteht. In diesem Schwingungskreis liegt auch noch der Kondensator CK von z. B. 3000 pF, an dem die Rückkopplungsspannung für die tiefen Frequenzen abgegriffen und zur Basiselektrode geführt wird. Der Kollektorstrom wird über den Siebwiderstand W zugeführt. Die Rückkopplungsspannung für die hohen Frequenzen wird vom induktiven, Zweig des Schwingungskreises mittels der Kopplungsspule LK entnommen. Diese Spule Lx muh umgekehrt wie bei den bekannten Schaltungen -mit kombinierter kapazitiver und induktiver Rückkopplung gepolt sein, was durch die erwähnte Phasendrehung der Steilheit des Transistors begründet ist.
• Eine solche Schaltung mit kapazitiver und induktiver Rückkopplung würde jedoch noch nicht zum Ziele führen, wie aus Abb. 2 ersichtlich ist. Dort ist auf der Waagerechten die Frequenz f und auf der Senkrechten die Oszillatorspannung Uo aufgetragen. Die auf Grund der Rückkopplung mit dem Kondensator CK sich ergebende Amplitude ist durch die gestrichelt gezeichnete Kurve CK gegeben. Die Oszillatoramplitude, die sich auf Grund der induktiven Rückkopplung mit umgekehrter Phase ergibt, ist aus der gestrichelt gezeichneten Kennlinie LK ersichtlich. In der Mitte des Bereiches würde sich also eine Stelle ergeben, an der die Schwingungen abreißen. Dies wird vermieden, indem für diesen mittleren Bereich die Rückkopplungsspannung am Widerstand RK entnommen wird. Bei geeigneter Bemessung dieses Widerstandes RK (z. B. 40 S2) ergibt sich die Kennlinie I, die eine praktisch konstante Oszillatoramplitude veranschaulicht. Zum Vergleich ist auch noch die Kurve II eingezeichnet, die mit einer normalen bekannten Oszillatorschaltung, z. B. mit induktiver Rückkopplung oder mit kapazitiver Rückkopplung, erzielt wird. Man sieht, daß die Amplitude von den tiefen zu den hohen Frequenzen hin sehr stark abfällt. Abgesehen hiervon wäre eine solche Schaltung für selbstschwingende Mischstufen nicht brauchbar, weil der Rückkopplungszweig eine zu hohe Impedanz hat.
• Abb. 3 zeigt eine selbstschwingende Mischstufe unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltung nach Abb. i. Bezüglich der Stromstabilisierung und der Oszillatorschaltung enthält die Abb. 3 dieselben Schaltelemente wie die Abb. z. Darüber hinaus liegt am Emitter E der Empfangskreis, z. B. bestehend aus einer Ferritantenne F mit Abstimmkondensator CE. Am Kollektor K liegt außer dem-Oszillatorkreisauch noch der Zwischenfrequenzkreis Z1 für z. B. 270 kHz. Mit ihm ist ein zweiter Zwischenfrequenzkreis Z2 gekoppelt, der auf den zur Zwischenfrequenzverstärkung dienenden Transistor TZ arbeitet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Oszillatorschaltung mit Transistor für einen größeren Frequenzbereich, auf dem die Verstärkung nach Betrag und Phase so verschieden ist, daß die Schwingungen an dem Ende der höheren Frequenzen leicht abreißen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsspannung aus drei Spannungen zusammengesetzt ist, von denen die erste Spannung von einem Teil (CK) der Schwingungskapazität abgegriffen ist, die zweite Spannung von einem Teil (ZK) der Schwingkreisinduktivität mit einer der ersten Spannung entgegengesetzten Phasenlage und die dritte Spannung von einem in den Schwingungskreis in Reihe eingeschalteten Ohmschen Widerstand (RK) entnommen ist, und daB diese drei Spannungen, von denen die von der Kapazität abgegriffene Spannung bei den niedrigen Frequenzen des Bereiches und die von der Induktivität abgegriffene Spannung bei den hohen Frequenzen und die von dem Ohmschen Widerstand (RK) abgegriffene Spannung bei den mittleren Frequenzen überwiegt, so bemessen sind, daB auf dem ganzen Frequenzbereich eine annähernd konstante Schwingamplitude erzielt ist.
2. 2. Selbstschwingende Mischstufe unter Verwendung der Oszillatorschaltung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenfrequenz- und Oszillatorschwingungskreis in Reihe im Kollektorkreis liegen und daB die zur Schwingungserzeugung dienende Rückkopplungsspannung zur Basiselektrode geführt ist und daß der Empfangskreis am Emitter liegt (Abb. 3).