DE972802C - Schaltungsanordnung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen mittels eines Transistors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung sinusförmiger oder nahezu sinusförmiger elektrischer Schwingungen mittels eines Transistors mit einer Stromverstärkung zwischen Emitter und Kollektor von weniger als I, z. B. mittels eines Grenzschichttransistors.

Ein Grenzschichtransistor kann z. B. mit geerdeter Emitterelektrode, mit einem Parallelresonanzkreis im Kollektorkreis und mit einer induktiven Rückkopplung zur Basiselektrode verwendet werden. Bei dieser Schaltungsanordnung wird die Amplitude der Schwingungen einerseits durch Stromsättigung im Kollektorkreis und andererseits infolge der Unterbrechung des Kollektor-Stroms begrenzt. Der Unterschied zwischen der Wirkung des Transistors und der einer Elektronenröhre liegt darin, daß die Eingangsimpedanz des Transistors sich plötzlich stark ändert, z. B.- von etwa 600 Ohm bis etwa 0,5 MOhrn, wenn der Zu- ao stand erreicht wird, in dem der Kollektorstrom zu fließen aufhört. In dem Augenblick, in dem der Kollektorstrom wieder zu fließen anfängt, dämpft die stark verringerte Eingangsimpedanz des Tran-

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den Paralletresonamzkreis, wodurch die positiven, Halibperiodem gegenüber den negativen Halbperioden der Schwingungen stark verringert und somit die endgültigen Schwingungen stark verzerrt werden.

Diese Verzerrungen können dadurch herabgesetzt werden, daß ein Widerstand zwischen der Emitterelektrode und Erde geschaltet wird. Die Eingangsimpedanz während der Halbperioden, in ίο denen der Transistor von Strom durchflossen wird, wird infolge dieses Widerstands erhöht, der außerdem eine gewisse negative Rückkopplung herbeiführt. Wenn dieser Widerstand hinreichend hoch gewählt wird, sind die erzeugten Schwingungen nahezu sinusförmig; eine solche Schaltungsanordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Amplitude der Schwingungen erheblich verringert wird.

Eine andere Möglichkeit zur Verringerung der Verzerrungen ist die, daß das Verhältnis zwischen L uradl C des Oszillatorkreises kleiner gemacht wird. Wird die Resonanzimpedanz des Oszillatorkreises kleiner als die Eingangsimpedanz des Transistors gewählt, von diesem Kreis aus gesehen während der Halbperioden, in denen der Kollektor-Sitrom fließt, so üben die plötzlichen. Änderungen der Eingangsimpedanz nur einen geringen Einfluß auf die Form der Schwingungen aus. Diese Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß die Amplitude der Schwingungen nicht so stark verringert wird wie ,infolge des- vorerwähntem Emiitter>wiiderstandes, aber der größere Wert des Kondensators kann bedenklich sein, z.B. wenn der Generator auf verschiedene Frequenzen einstellbar sein soll. Die Änderung der Eingangsimpedanz des Transistors ist darauf zurückzuführen, daß die Basiselektrode gegenüber der Emitterelektrode positiv wird. Diese Aussteuerung in den positiven Bereich wird durch die spannungsabhängige Rückkopplung bei Verwendung von Parallelresonanzkreisen verursacht.

Bei einer Schaltungsanordnung mit einem Transistor mit einer Stromverstärkung zwischen Emitter und Kollektor von weniger als 1 kann man sinusförmige oder wenigstens nahezu sinusförmige Schwingungen erhalten, wenn gemäß der Erfindung der Kollektor durch einen, aus einer kapazitiven und einer induktiven, Impedanz bestehenden und angenähert auf die Schwingungsfrequenz abgestimmten Reihenresonanzkreis mit dem Emitter verbunden ist und wenn eine stromabhängige Rückkopplungsspannung an einer dieser Impedanzen des Reihenresonanzkreises abgenommen und über ein Phasendrehglied der Basiselektrode des Transistors zugeführt wird.

Es ist zwar bereits eine Oszillatorschaltung mit einem Schichttransistor bekannt, bei dem ein Reihenresonanzkreis zwischen Kollektor und Basis eingeschaltet ist; die Rückkopplung erfolgt dabei mit Hilfe eines kapazitiven Spannungsteilers auf den Emitter. Da auch hierbei eine spannungsabhängige Rückkopplung vorliegt, werden die vorzüglichen Ergebnisse nicht erzielt, die man nach I der Erfindung bei Anwendung einer stromabhängigen Rückkopplung erreicht.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, in der

Fig. ι und 2 Schaltbilder zweier Ausführungsformen darstellen und

Fig. 3 ein Phasendiagramm zur Erläuterung der Fig. 2 zeigt.

In allen Figuren, sind entsprechende Elemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 enthält einen Reihenresonanzkreis Lc, Cc, der in den Kollektorkreis eines Transistors T eingefügt ist. Ein Widerstand Rc ist parallel zu diesem Kreis gelegt, um einen Gleichstromweg für den Kollektorstrom zu bilden. Eine Sekundärspule Lb ist mit der Spule Lc des Oszillatorkreises gekoppelt und hat einen solchen Wickelsinn, daß eine regenerative Rückkopplung erzeugt wird. Auf diese Weise und indem ein Kondensator Cb mit der Spule Lb in Reihe gelegt und auf Resonanz eingestellt wird, kann man einen Basisstrom mit einem Phasenunterschied von i8o° gegenüber dem Kollektorstrom erzielen, in welchem Fall die Schwingungen im Kollektorkreis sinusförmig oder nahezu sinusförmig sind.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Schaltungsanordnung, die jedoch noch einfacher ist und keinen Transformator enthält. Die Rückkopplung wird mittels des Kondensators Cb erhalten. Es ist deutlich ersichtlich, daß die Reaktanzen Cc, Lc und Cb ein Hochpaßfilter bilden. Dieses Filter darf eine schlechte Anpassung und hohe Verluste aufweisen. Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird jedoch vorausgesetzt, daß es gut angepaßt ist und ohne wesentliche Verluste arbeitet.

Das Diagramm nach Fig. 3 zeigt die Phasen- 100· Verhältnisse und ist auf diese Annahme gegründet. Die erzeugten Schwingungen haben eine solche Frequenz f₀, daß die Phasenverschiebung im Filter (Kurve F) Null beträgt. Diese Frequenz ist etwas höher als die Grenzfrequenz Z₁ des Filters und liegt also in dem Frequenzdurchlaßbereich. Die Frequenzstabilität der Schaltung ist gut, wenn die Neigung der Phasenkennlinie des Filters (Kurve F_f) bei dem Arbeitspunkt groß ist. Die Frequenzstabilität ist um so besser, je kleiner die Phasenverschiebung des Transistors selbst (Kurve F_t) ist, d. h. bei niedrigeren Frequenzen.

Bed den Schaltungsanordnungen nach den Fig. 1. und 2 kann man die Frequenz der Schwingungen innerhalb eines kleinen Bereiches mittels des Kondensators Cc ändern, ohne daß der Kondensator Cb nachgeregelt wird. Wenn beide Kondensatoren Cc und Cb geregelt werden, kann man bei jeder der dargestellten Schaltungsanordnungen die Frequenz der Schwingungen innerhalb eines großen iao Bereiches ändern.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Schaltungsanordnung zur Erzeugung sinusförmiger oder nahezu sinusförmiger Schwingungen mittels eines Transistors mit einer

   Stromverstärkung zwischen Emitter und Kollektor von weniger als i, dadurch, gekennzeichnet, daß der Kollektor durch einen aus einer kapazitiven und einer induktiven Impedanz bestehenden und angenähert auf die Schwingungsfrequenz abgestimmten Reihenresonanzkreis mit dem Emitter verbunden ist und daß eine stromabhängige Rückkopplungsspannung an einer dieser Impedanzen des ίο Reihenresonanzkreises abgenommen und über ein Phasendrehglied der Basiselektrode des Transistors zugeführt wird.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die regenerative Rückkopplung mittels einer induktiven Kopplung mit dem Reihenresonanzkreis herbeigeführt wird,
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Kopplungsinduktivität ein Kondensator gelegt ist, der mit dieser Induktivität einen zweiten Reihenresonanzkreis mit gleicher Resonanzfrequenz bildet.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der regenerative Rückkopplungskreis einen veränderlichen Kondensator enthält, mittels dessen die Amplitude und die Phase der an der Basiselektrode hervorgerufenen Rückkopplungsspannung geregelt werden können.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Teil des Reihenresonanzkreises mit der Kollektorelektrode verbunden ist und daß die regenerative Rückkopplung zur Basiselektrode mittels einer kapazitiven Kopplung mit dem Verbindungspunkt der kapazitiven und induktiven Teile des Reihenresonanzkreises herbeigeführt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   »QST-Amateur-Radio«, Dezember 1953. S. 37.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©609576/349 7.56 (909 611/6 9.59)