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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 20. Januar 1955 Bekanntgemacht am 29. März 1956Date of registration: January 20, 1955. Advertised on March 29, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Der Stromverstärkungsfaktor von Flächentransistoren ist bekanntlich kleiner als i. Sie lassen sich daher im allgemeinen nur mit Hilfe phasendrehender Rückkopplungsglieder zu Schwingungen anregen. Oszillatorschaltungen dieser Art werden z. B. in dem Buch von Shea, »Principles of Transistor Circuits«, insbesondere auf den S. 274 bis 289, beschrieben.The current amplification factor of junction transistors is known to be smaller than i. You let yourself therefore generally only stimulate vibrations with the aid of phase-rotating feedback elements. Oscillator circuits of this type are z. B. Shea's book, Principles of Transistor Circuits ”, in particular on pp. 274 to 289.

Wenn bei solchen Anordnungen die Ausgangs-Spannung über einen gewissen Wert ansteigt, wird die Kollektor-Basis-Strecke während einer Stromhalbwelle leitend und schließt damit den zwischen den beiden Elektroden befindlichen Schwingkreis kurz, woraus sich erhebliche Klirrfaktoren ergeben Man verwendet daher, wie es auch von Röhrenschwingungserzeugern bekannt ist, zur Begrenzung eine Audionanordnung, die aus einem Widerstand und einem Kondensator besteht. Die natürlicherweise bei einem Audion entstehende Phasendrehung führt bei Änderung der Belastung dazu, daß sich Frequenz und Ausgangsspannung des Oszillators mehr oder weniger stark ändern. Die Phasendrehungen können durch eine Vergrößerung des Audionkondensators vermindert werden, wobei allerdings eine Erhöhung des Klirrfaktors eintritt. Man muß daher bei den bekannten Anordnungen einen Kompromiß zwischen möglichst hoher Stabilität und möglichst geringem KlirrgradWith such arrangements, when the output voltage rises above a certain value, will the collector-base path during a current half-wave conductive and thus closes the oscillating circuit located between the two electrodes in short, from which considerable distortion factors result. It is therefore used, as it is also used by tube vibrators is known to limit an audion arrangement, which consists of a resistor and a capacitor. The phase shift that occurs naturally during an audion When the load changes, the frequency and output voltage of the oscillator change change more or less strongly. The phase rotations can be achieved by enlarging the Audion capacitor can be reduced, although an increase in the distortion factor occurs. In the known arrangements, therefore, a compromise must be made between the highest possible Stability and the lowest possible degree of distortion

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schließen, wodurch eine optimale Ausnutzung der Transistoren verhindert wird.close, whereby an optimal utilization of the transistors is prevented.

Es wird daher eine Oszillatorschaltung für Transistoren mit einer Begrenzereinrichtung für den Steuerstrom vorgeschlagen, bei der Phasendrehungen bei Änderung der Belastung mit den daraus resultierenden Nachteilen vermieden werden.It is therefore an oscillator circuit for transistors with a limiter for the Control current proposed in the phase rotations when changing the load with the resulting resulting disadvantages can be avoided.

Erfindungsgemäß wird der Steuerstrom über einen Vorwiderstand einer Gleichstromquelle entnommen und mit Hilfe eines Gleichrichters, der Gleichrichterstrecke Emitter-Basis und der rückgeführten Spannung in zwei getastete Gleichströme aufgespalten, von denen der über die Strecke Basis-Emitter fließende Strom für die Aussteuerung des Transistors zur Wirkung kommt.According to the invention, the control current is drawn from a direct current source via a series resistor and with the help of a rectifier, the rectifier path emitter-base and the returned Voltage split into two sampled direct currents, one of which is via the base-emitter path flowing current for the modulation of the transistor comes into effect.

Die erfindungsgemäße Oszillatorschaltung wird nachstehend an Hand der Figuren näher erläutert. . Fig. ι zeigt die Grundschaltung; Fig. 2 und 3 dienen der Erläuterung der Funktion; Fig. 4 stellt eine Ausführungsform mit passivem Zweipol im Emitter-Basis-Kreis dar;The oscillator circuit according to the invention is explained in more detail below with reference to the figures. . Fig. Ι shows the basic circuit; FIGS. 2 and 3 serve to explain the function; 4 shows an embodiment with a passive two-terminal network in the emitter-base circuit;

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. In Fig. ι ist T ein Flächentransistor in Emitter-Basis-Schaltung. Der Schwingkreis LC₂ liegt im Kollektorkreis. ,R₂ ist der Belastungswiderstand, der natürlich auch über eine besondere Wicklung des Übertragers Tr angekoppelt sein kann. Der Stromfluß im Kollektorkreis wird durch die Strecke Emitter-Basis gesteuert. Erfindungsgemäß wird der Steuerstrom über einen Vorwiderstand R₁ in zwei getastete Gleichströme aufgeteilt, von denen der eine durch den Gleichrichter GZ₁, der andere über die Gleichrichterstrecke Emitter-Basis des Transistors fließt. Die Umschaltung zwischen den beiden Gleichrichterstrecken geschieht mit Hilfe einer kleinen Wechselspannung (z.B. üU=iV), die zwischen die als Gleichrichter dienende Strecke Emitter-Basis und R₁ geschaltet ist (s. Fig. 2). Es ist ebenso möglich, die steuernde Wechselspannung .zwischen Gl₁ und R₁ zu legen oder den Gleichstrom über R₁ an eine Anzapfung der Wicklung WR zu führen. Der Transistor wird also mit Hilfe eines Rechteckwellenstromes ausgesteuert, der so begrenzt ist, daß die Kollektor-Emitter-Spannung nicht bis auf Null ausgesteuert wird. Der Ausgangskreis ist daher in jeder Phase hochohmig, so daß mit Hilfe der Schwingkreisselektion ein geringer Klirrfaktor erzielt werden kann.Fig. 5 shows a further embodiment. In Fig. Ι T is a junction transistor in an emitter-base circuit. The oscillating circuit LC ₂ is in the collector circuit. , R ₂ is the load resistance, which of course can also be coupled via a special winding of the transformer Tr. The flow of current in the collector circuit is controlled by the emitter-base path. According to the invention, the control current is divided into two sampled direct currents via a series resistor R ₁ , one of which flows through the rectifier GZ ₁ and the other via the emitter-base rectifier path of the transistor. Switching between the two rectifier sections takes place with the aid of a small alternating voltage (eg UU = iV) which is connected between the section emitter-base and R ₁ serving as a rectifier (see FIG. 2). It is also possible to place the controlling alternating voltage between Gl ₁ and R ₁ or to lead the direct current via R ₁ to a tap on the winding WR . The transistor is controlled with the help of a square wave current which is limited in such a way that the collector-emitter voltage is not controlled down to zero. The output circuit is therefore highly resistive in every phase, so that a low distortion factor can be achieved with the aid of the resonant circuit selection.

In den Fig. 2 und 3 ist schematisch dargestellt, wie die Steuerung des Transistors erfolgt. GZ₂ stellt den Eingahgswiderstand des Transistors dar. Der Transistor ist geöffnet, und der Öffnungsstrom fließt als i₃ über die Basis, wenn die Spannung am Punkt ι höher positiv ist als am Punkt 2. Ist der Punkt 2 höher positiv als 1, so fließt der Strom als Strom I₂ über den Gleichrichter Gl₁. Die Basis hat daher ein höheres positives Potential als der Emitter, so daß der Tansistor sperrt. Die Aussteuerung des Transistors wird durch den Widerstand R₁ zweckmäßig so eingestellt, daß die am Lastwiderstand R₂ abfallende Wechselspannung H₂ (Spitzenwert) etwa gleich der Gleichspannungsquelle Uß ist. FIGS. 2 and 3 show schematically how the transistor is controlled. GZ ₂ represents the input resistance of the transistor. The transistor is open and the opening current flows as i ₃ via the base when the voltage at point ι is higher than that at point 2. If point 2 is higher than 1, it flows the current as current I ₂ via the rectifier Eq ₁ . The base therefore has a higher positive potential than the emitter, so that the transistor blocks. The modulation of the transistor is expediently set by the resistor R ₁ so that the AC voltage H ₂ (peak value) dropping across the load resistor R _{2 is} approximately equal to the DC voltage source Uβ.

Bei normaler Aussteuerung ist der Wechselstromwiderstand der Strecke Emitter-Kollektor zwar im Sperrzustand sehr hoch, im geöffneten Zustand jedoch nur wenig größer als R₂. Sein Wert hängt dann von R₁ und den Transistorgrößen ab. Um den Wechselstromwiderstand in der geöffneten Phase " so groß zu machen, daß er etwa in die Größen-Ordnung des Widerstandes in der gesperrten Phase fällt, wird zweckmäßig die Block-Basis-Schaltung angewandt. Das geschieht nach der weiteren Erfindung dadurch, daß parallel zur Strecke Basis-Emitter ein Zweipol geschaltet wird, der z. B. aus der Reihenschaltung eines Widerstandes und eines Gleichrichters besteht. Es kann auch ein ohmscher Widerstand oder ein Blindwiderstand oder eine Kombination dieser Zweipole verwendet werden. Zur Unterstützung der Wirkung kann ein Widerstand in den Emitterzweig geschaltet werden.With normal modulation, the alternating current resistance of the emitter-collector path is very high in the blocked state, but only slightly greater than R ₂ in the open state. Its value then depends on R ₁ and the transistor sizes. In order to make the alternating current resistance in the open phase "so large that it falls approximately in the order of magnitude of the resistance in the blocked phase, the block-base circuit is expediently used. This is done according to the further invention by parallel to the A two-pole line is switched between the base-emitter line and consists, for example, of a resistor and a rectifier connected in series. An ohmic resistor or a reactance or a combination of these two-pole devices can also be used Emitter branch are switched.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel mit einem Zweipol parallel zum Emitter-Basis-Zweig dargestellt. Als Zweipol wird in diesem Falle ein Gleichrichter Gl₃ in Reihe mit einem Widerstand RB verwendet und in den Emitterkreis ein zusätzlicher Widerstand RE gelegt. Der übrige Teil der Schaltung stimmt mit der Anordnung nach der bereits besprochenen Fig. 1 überein.In Fig. 4, an embodiment is shown with a two-terminal parallel to the emitter-base branch. In this case, a rectifier Gl ₃ in series with a resistor RB is used as a two-pole device and an additional resistor RE is placed in the emitter circuit. The remaining part of the circuit corresponds to the arrangement according to FIG. 1 already discussed.

Der quadratische Klirrfaktor kann durch Einfügen eines Widerstandes in den Emitter oder Gleichrichterzweig verändert bzw. kompensiert werden.The quadratic distortion factor can be achieved by inserting a resistor in the emitter or Rectifier branch can be changed or compensated.

Daß die erfindungsgemäße Oszillatorschaltung auch in anderer Weise aufgebaut sein kann, zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5. Der Widerstand R₁, der Gleichrichter Gl₁ und die Rückkopplungswicklung WR bewirken in gleicher Weise wie in Bild 1 die Umsteuerung des Gleichstromes. Im Kollektorkreis liegt der Schwingkreis LC₂, mit dem in Reihe eine zweite Spannungsquelle UC liegt. In ihrer Funktion ist diese Schaltungsanordnung mit der nach Fig. 1 ähnlich. Sie hat jedoch den Vorteil, daß der Kollektorstrom nur in sehr geringem Maße vom Verstärkungsfaktor des Transistors abhängt. Dadurch ergibt sich nur eine geringe, vernachlässigbare Arbeitspunktverschiebung beim Austausch von Transistoren, deren Fertigung noch weiten Streuungen unterliegt.The embodiment of FIG. 5 shows that the oscillator circuit according to the invention can also be constructed in a different way. The resistor R ₁ , the rectifier Gl ₁ and the feedback winding WR cause the direct current to be reversed in the same way as in Figure 1. The oscillating circuit LC ₂ , with which a second voltage source UC is connected in series, is located in the collector circuit. This circuit arrangement is similar in its function to that of FIG. However, it has the advantage that the collector current depends only to a very small extent on the gain factor of the transistor. This results in only a small, negligible shift in the operating point when exchanging transistors, the manufacture of which is still subject to wide variations.

Im Zusammenhang mit der frequenzunabhängigen Begrenzung steht auch, daß dieHöchfrequenzspannung U₂ am Ausgang nahezu proportional mit dem Basisstrom i₃ ansteigt, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt ist. Diese Tatsache kann in sehr einfacher Weise zur Modulation der Hochfrequenzspannung ausgenutzt werden. In Fig. 7 ist schematisch unter Verwendung der Anordnung nach Fig. 1 gezeigt, wie beispielsweise der Modulationsstrom zugeführt wird. Aus der Spannungsquelle NF wird über den Widerstand/?₃ und den Trennkondensator C₃ ein Modulationsstrom in den Kreis mit dem Steuerstrom I₁ eingefügt. Dadurch ändert sich die Größe der Ausgangswechselspannung im Takte der Modulationsfrequenz. Mit dieser Anordnung ist es möglich, eine Modulation bis zu 100 % zu erzielen. Der Widerstand R₃ kann auch komplex, z. B.In connection with the frequency-independent limitation, there is also the fact that the high-frequency voltage U ₂ at the output increases almost proportionally to the base current i ₃ , as is shown schematically in FIG. This fact can be used in a very simple manner to modulate the high-frequency voltage. FIG. 7 shows schematically, using the arrangement according to FIG. 1, how, for example, the modulation current is supplied. From the voltage source NF , the resistor /? ₃ and the isolating capacitor C _3, a modulation current is inserted into the circuit with the control current I _1. As a result, the size of the output AC voltage changes in time with the modulation frequency. With this arrangement it is possible to achieve a modulation of up to 100%. The resistor R ₃ can also be complex, e.g. B.

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als Sperrkreis für die Hochfrequenz, ausgebildet werden, um den niederfrequenten Leistungsbedarf gering zu halten. Damit keine unzulässige Entnahme von Hochfrequenzenergie über die Wicklung WR erfolgt, muß der Widerstand R_s entsprechend groß gemacht werden.be designed as a blocking circuit for the high frequency, in order to keep the low-frequency power requirement low. So that no inadmissible extraction of high-frequency energy takes place via the winding WR , the resistance R _s must be made correspondingly large.

Fig. 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Übertragers Tr, bei der der Schwingkreis LC₂ und der Ausgangskreis mit dem Belastungswiderstand R₂ mit getrennten Wicklungen ausgeführt sind.Fig. 7 shows yet another embodiment of the transformer Tr, in which the resonant circuit LC ₂ and the output circuit with the load resistor R _{2 are designed} with separate windings.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Oscillator circuit for transistors with a limiter device for the control current, characterized in that the control current is taken via a series resistor from a bias voltage source and with the aid of a rectifier, also the emitter-base path acting as a rectifier path and one off The voltage fed back into the control circuit from the output circuit into two sampled direct currents is split, of which the current flowing through the base-emitter path is for the modulation of the transistor comes into effect.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that to increase the resistance of the collector-emitter path in the current flowing through it State the resistance of the base branch is reduced and that of the emitter branch is increased by parallel to the line Base-emitter a passive two-pole network and a second passive two-pole network in the emitter branch is placed.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the two-pole network parallel to the base-emitter line from the series connection of a rectifier and a rectifier ohmic resistance exists.

4.. Arrangement according to claim 1 or 1 and 2, characterized in that the load resistance is parallel to the resonant circuit.

5. Arrangement according to claim 1 or 1 and 2, characterized in that 'load circuit, resonant circuit, feedback circuit and collector circuit are partially or completely coupled to each other ^{via separate windings of a common transformer 1.}

6. Arrangement according to claim 1 or claim ι and one or more of claims 2 to 5, characterized in that the control direct current (I ₁ ) an alternating current (im) is superimposed, which modulates the output voltage of the oscillator.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the modulation _{current is fed into the control circuit via an impedance (i? 3} ) which forms a high resistance at least for the high frequency. · ■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings