NL8401633A

NL8401633A - Inrichting voor opwekking van een wisselstroomsignaal van regelbare frequentie.

Info

Publication number: NL8401633A
Application number: NL8401633A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-05-25
Filing date: 1984-05-22
Publication date: 1984-12-17
Also published as: DE3419654A1; GB8413273D0; US4581593A; DE3419654C2; GB2141299A; FR2546686B1; FR2546686A1; GB2141299B; CA1215437A; NL192166C; NL192166B

Description

.....—~*Λ C/Ca/ar/1627

Inrichting voor opwekking van een wisselstroomsignaal van regelbare frequentie.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor opwekking van een wisselstroomsignaal van regelbare frequentie, en meer in het bijzonder op een dergelijke inrichting, welke is uitgevoerd als een geïnte-5 greerde halfgeleiderschakeling zonder diode met variabele capaciteitswaarde.

In het algemeen kunnen oscillatieschake-lingen met een variabele oscillatiefrequentie, welke door een aan de schakeling toe te voeren spanning of stroom kan 10 worden geregeld, respectievelijk worden aangeduid als "span-ningsgeregelde oscillatoren" (VCO) of "stroomgeregelde oscil-latoren" (CCO). Dergelijke geregelde oscillatoren kunnen dan verder kortweg worden ingedeeld als te behoren tot het LC-type of het multivibrator-type.

15 In het algemeen wordt bij een oscillator van het LC-type met variabele frequentie als resonantie-element een diode met variabele capaciteitswaarde toegepast, waaraan een regelspanning wordt toegevoerd voor regeling van oscillatiefrequentie van de schakeling. In het geval van een 20 oscillator van het multivibrator-type met variabele frequentie, geschiedt de regeling van de laatstgenoemde door regeling van de laad-/ontlaadstroom van de terugkoppelcapaciteit van de multivibrator, dat wil zeggen door regeling van het aanspreekdrempelniveau van de multivibrators.

25 In het geval van een oscillator van het LC-type met variabele frequentie, waarbij de toegepaste diode met variabele capaciteitswaarde van het "ultra-stage" junctie-type is, zijn de vervaardigingskosten van een dergelijke oscillator aanzienlijk hoger dan bij een oscillator 30 met een diode van normaal type met variabele capaciteitswaarde. Daarbij komt nog, dat een dergelijke diode van het "ultra-stage" junctie-type met variabele capaciteitswaarde zich niet goed leent voor gemeenschappelijke aanbrenging met de andere noodzakelijke schakelingselementen op eenzelfde, 35 als geïntegreerde schakeling bedoelde halfgeleiderdrager of "chip", zodat een dergelijke oscillator met variabele frequen- 8401633 -2- tie niet zeer geschikt voor uitvoering als geïntegreerde schakeling is. Daar staat tegenover, dat toepassing van een diode van het normale PN-junctie-type het nadeel heeft, dat een dergelijke diode een zo beperkt capaciteitswaardevariatie-5 gebied heeft, dat het bij toepassing van een dergelijke diode in een oscillator met variabele frequentie bereikbare gebied, waarin frequentievariaties kunnen worden verkregen, eveneens zeer beperkt is.

Ook een oscillator van het multivibrator-10 type met variabele frequentie vertoont enige nadelen, zoals geringe oscillatiestabiliteit, hetgeen tot gevolg heeft, dat een spannings- of stroomgeregelde oscillator van dit type in \ de praktijk een slechte draaggolf/ruis-verhouding (carrier-to-noise ratio C/N) vertoont. Dit heeft tot gevolg, dat een 15 oscillator met variabele frequentie van het multivibrator- type wat betreft zijn rendement niet vergelijkbaar is met een variabele oscillator van het LC-type.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel een oscillator met variabele frequentie te verschaffen, 20 welke vrij is van de hiervoor genoemde beperkingen en nadelen.

Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een oscillator met variabele frequentie te verschaffen, welke zonder toepassing van afzonderlijke schakelingselementen, zoals diodes met variabele capaciteitswaarde, frequentievaria-25 ties binnen een ruim gebied toelaat.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een oscillator met variabele frequentie, welke uitmunt door grote stabiliteit en een uitstekende draaggolf/ ruis-verhouding.

30 Nog een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een oscillator met variabele frequentie, welke is voorzien van een correctieschakeling met een transistor, waarvan een exponentiële functie wordt gebruikt voor zodanige correctie van het aan de oscillator toegevoerde 35 regelsignaal, dat een lineaire karakteristiek van de oscilla-torfrequentie als functie van het regelsignaal wordt verkregen.

8401633 -3- I 1

Weer een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een oscillator met variabele frequentie, welke uit een zo klein mogelijk aantal schakelingselementen bestaat en zich met voordeel leent voor uitvoering als ge-5 integreerde halfgeleiderschakeling.

Nog weer een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een oscillator met variabele frequentie, welke geschikt is voor toepassing als element van een als fasevergrendelde lus werkende schakeling.

10 Volgens een aspect van de onderhavige uit vinding wordt gebruik gemaakt van een oscillator met variabele frequentie van het Colpitts-type, waarvan de resonantiefre-quentie wordt gevariëerd door regeling van de door een bron van constante stroom afgegeven stroom, zodat een stroomgeregel-15 de oscillator resulteert. Aangezien een oscillator van het LC-type wordt toegepast, wordt een zeer goede oscillatie-stabiliteit verkregen benevens een zeer aanvaardbare draag-golf/ruis-verhouding. De oscillator bevat een resonantienet-werk en een omkeerversterker, waarbij tussen de uitgang van 20 de omkeerversterker en de omkeeringangsaansluiting daarvan een terugkoppelcapaciteit is opgenomen, terwijl de genoemde ingangsaansluiting via een weerstand is geaard. Het uitgangssignaal van de omkeerversterker wordt aan de resonator toegevoerd, welke als resonantiecapaciteit dient, terwijl de 25 grootte van de door een bron van constante stroom geleverde stroom wordt gevariëerd voor regeling van de oscillatie-frequentie van de schakeling.

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende 30 tekening van enige uitvoeringsvormen, waartoe de uitvinding zich echter niet beperkt. In de tekening tonen: fig. 1 een schema van een uitvoeringsvorm van een oscillator met variabele frequentie volgens de uitvinding, 35 fig. 2 een equivalent vervangingsschema voor wisselstroom van de oscillator volgens fig. 1, 8 4 0 1 6 3 3 3 een verder vervangingsschema voor -4- wisselstroom van het equivalente vervangingsschema volgens fig. 2, fig. 4 een schema van een tweede uitvoeringsvorm van een oscillator met variabele frequentie volgens 5 de uitvinding, fig. 5 een grafiek van de oscillatorfre-quentie als functie van het regelsignaal ter verduidelijking van de uitvinding, fig. 6 een schema van een derde uitvoe-10 ringsvorm van een oscillator met variabele frequentie volgens de uitvinding en fig. 7 een schema van een vierde uitvoeringsvorm van een oscillator met variabele frequentie volgens de uitvinding.

15 Bij de in fig. 1 weergegeven uitvoerings vorm van een oscillator met variabele frequentie is de collector van een transistor verbonden met een voedingsspannings-aansluiting T , waaraan een gewoonlijk als V aangeduide

I UU

instelspanning wordt toegevoerd. Een als Q2 aangeduide bron 20 van constante stroom is tussen de emitter van de transistor en aarde aangesloten. Tussen de basis en de collector van de transistor is de parallelschakeling opgenomen van een weerstand R.| 1 en een solid-state resonator , terwijl een capaciteit C^ tussen de basis en de collector van de transistor 25 is opgenomen. Het uitgangssignaal van de schakeling komt ter beschikking aan een met de emitter van de transistor verbonden uitgangsaansluiting T2; met deze emitter is voorts een verschilversterker 1 gekoppeld. Deze bestaat uit twee transis-toren en Q^, waarvan de beide met elkaar doorverbonden 30 emitters via een bron Q,- van regelbare constante stroom zijn geaard. Een stroomspiegelschakeling 2 van gebruikelijk type bevat twee transistoren Qg en Q7, waarvan de met elkaar doorverbonden emitters via de voedingsspanningsaansluiting de reeds genoemde instelspanning V ontvangen en waarvan de

CC

35 eveneens met elkaar doorverbonden bases zijn doorverbonden met de collector van.de transistor Qg, welke derhalve als diode is geschakeld. De collectors van de transistoren en van 8401633 -5-

1 I

de verschilversterker 1 zijn respectievelijk doorverbonden met de collectors van de transistoren Qg en van de stroom-spiegelschakeling 2, zodanig, dat de beschreven combinatie van de verschilversterker 1 en de stroomspiegelschakeling 2 5 een omkeerversterker 3 vormt. Aan deze omkeerversterker wordt een terugkoppelcapaciteit C^ toegevoegd, welke de basis van de transistor met de collector daarvan verbindt; zoals reeds is opgemerkt, vormt het verbindingspunt van de collectoren van de beide transistoren en tevens het ene ver-10 bindingspunt van de verschilversterker 1 met de stroomspiege-schakeling 2; met dit ene verbindingspunt is tevens de emitter van de reeds beschreven transistor verbonden. De in-stelspanning voor de verschilversterker 1 wordt geleverd door een spanningsbron , welke tussen de basis van de tran-15 sistor en aarde is opgenomen en voorts via een weerstand is gekoppeld met de basis van de transistor Q^.

Bij de uit de verschilversterker 1 en de stroomspiegelschakeling 2 bestaande omkeerversterker 3 dient de basis van de transistor als omkeeringangsaansluiting, 20 terwijl het verbindingspunt van de collectors van de transistoren en Qj als uitgangsaansluiting dient, zodat het equivalente vervangingsschema voor wisselstroom van de schakeling volgens fig. 1 de gedaante volgens fig. 2 heeft. Bij dit vervangingsschema volgens fig. 2 treedt tegenkoppeling op 25 via de capaciteit C2* terwijl de omkeeringangsaansluiting van de omkeerversterker 3 is geaard via de weerstand en de uitgangsaansluiting van de omkeerversterker 3 is verbonden met de emitter van de transistor , waarmee ook de uitgangsaansluiting T2 van de schakeling is verbonden.

30 Voor analyse van de wisselstroomeigen- schappen van de schakeling volgens fig. 1 wordt vervolgens de uitgangsadmittantie (Y) van de omkeerversterker 3 beschouwd; deze kan worden weergegeven als: 2 2 ω C/R1 35 Y = -—-5('[q/2kT]R ï + 1) + 1 + (mC2R1)^ 1 b jmC- -έ-?([q/2kTjR I + 1) (1), 1 + 1 84 0 1 6 3 3 2 1 -6- waarin ω de hoekfrequentie is, q/kT de constante van Boltzmann vertegenwoordigt en I,. de door de bron geleverde, constante stroom is, welke regelbaar is. De aldus uitgedrukte admittan-tie Y wijst op gelijkwaardigheid met een serieschakeling van 5 een weerstand en een capaciteit, waarbij de kwaliteitsfactor Q van de capacitieve component kan worden uitgedrukt als: Q = 1/wC2R1 (2) , daarbij vormt de kwaliteitsfactor Q een voor de kwaliteiten van een resonantiestelsel maatgevende factor, welke betrek-10 king heeft op de afnamesnelheid van de opgeslagen energie.

Het voorgaande wil zeggen, dat de admit-tantie Y voor Q >>1 kan worden beschouwd als uitsluitend van capacitieve aard te zijn. De equivalente vervangings-capaciteitswaarde Οχ daarvan kan worden uitgedrukt als: 15 Cx = C2 ([q/2kT]R1I5 + 1) (3)

Het voorgaande wil zeggen, dat de omkeer-versterker 3 bij beschouwing vanaf de emitter van de transistor Q. eenvoudig als een capaciteit met de waarde C kan worden beschouwd. Het equivalente vervangingsschema volgens 20 fig. 2 kan derhalve nog verder worden vereenvoudigd tot het schema volgens fig. 3, dat wil zeggen tot het schema van een oscillator van het Colpitts-type, welke oscilleert bij een resonantiefrequentie, waarvan de waarde wordt bepaald door de inductantie van de solid-state resonator en de beide 25 capaciteitswaarden en Daarbij wordt in herinnering gebracht, dat een oscillator van het Colpitts type is uitgerust met een parallelle, afgestemde tank-kring met twee in serie geschakelde spanningsdeelcapaciteiten, waarbij het verbindingspunt van deze capaciteiten is verbonden met de 30 emitterkring van de transistor (of met de kathode van de elektronenbuis).

Bij beschouwing van de equivalente ver-vangingscapaciteitswaarde C volgens vergelijking (3) blijkt,

X

dat deze varieert met de grootte van de stroom I,., zodat de 35 schakeling volgens fig. 1 het karakter van een Colpitts-oscil-lator heeft, waarvan de oscillatiefrequentie kan worden ge- 8401633 -7- regeld door de van de bron 5 afkomstige, constante stroom I,. te variëren. Daardoor ontstaat een stroomgeregelde oscillator, welke vrij is van bepaalde ongewenste schakelingselementen, zoals diodes met variabele capaciteitswaarde van het "ultra-5 stage" junctie-type. Bovendien kan de equivalente vervangings-capaciteitswaarde C volgens de vergelijking(3) binnen een

X

aanzienlijk gebied worden gevariëerd, zodat ook het frequen-tieregelgebied van de oscillator volgens fig. 1 groot is. Aangezien de oscillator anderzijds van het LC-type is, is de 10 oscillatiestabiliteit hoog en is de draaggolf/ruis-verhouding uitstekend. Voorts is het aantal benodigde schakelingselementen betrekkelijk gering. Aangezien tussen de emitter van de transistor en de beide met elkaar doorverbonden collectors van de transistoren en geen gelijkstroom vloeit, wordt de 15 potentiaal in deze punten uitsluitend door de transistor bepaald, zodat de voedingsspanning Vcc op een laag niveau kan worden gehouden. Voorts geldt, dat aangezien de uitgangsaan-sluiting van de omkeerversterker 3 met de emitterkring van de transistor is verbonden, de mogelijkheid bestaat om het 20 niveau van het aan de emitter van de transistor verschijnende oscillatiesignaal te verhogen. Dit zou niet mogelijk zijn, indien de ingangsaansluiting van de omkeerversterker 3 aan de transistor 1 zou zijn aangesloten.

Fig. 4 toont het schema van een andere 25 uitvoeringsvorm van een oscillator, volgens de. uitvinding met variabele frequentie. Daarbij is de emitter van de transistor Q^ rechtstreeks geaard. Bij deze uitvoeringsvorm is tussen de voedingsspanningsaansluiting met de instelspanningspoten-tiaal Vcc en de uitgangsaansluiting van de omkeerversterker 30 3 een tweede bron van constante stroom opgenomen. Met het verbindingspunt van de bron Q^ met de uitgangsaansluiting van de omkeerversterker 3 is in dit geval tevens de collector van de transistor verbonden; van deze laatstgenoemde is de emitter rechtstreeks geaard. De solid-state resonator is 35 opgenomen tussen de collector en de basis van de transistor , terwijl een serie-schakeling van een diode D^ en een weerstand 1 parallel aan de resonator is aangesloten. Het 8401633 -8-

1 I

uitgangssignaal komt weer ter beschikking aan de uitgangsaan-sluiting dat wil zeggen aan de collector van de transistor , zoals reeds is opgemerkt. Bij deze uitvoeringsvorm volgens fig. 4 kan een zelfde frequentieregeling als bij de eerder 5 beschreven uitvoeringsvorm worden verkregen. Ook in dit geval is sprake van een oscillator van het Colpitts-type zonder diodes met variabele capaciteitswaarde of dergelijke. Duidelijk zal zijn, dat bij de beide uitvoeringsvormen volgens de fig. 1 en 4 in plaats van een solid-state resonator een 10 zelfinductie tussen de basis en de collector van de transistor kan worden toegepast.

Bij de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvormen van stroomgeregelde oscillatoren volgens de fig. 1 en 4 wordt de equivalente vervangingscapaciteitswaarde 15 C bepaald door de vergelijking (3); deze vervangingscapaci-

X

teitswaarde variëert lineair met de stroom I,-, zodat de oscillatiefrequentie f van de schakeling op niet-lineaire wijze met de stroom 1^ variëert, zoals met een volle lijn in fig. 5 is weergegeven. Als gevolg daarvan zal de regelgevoe-20 ligheid van de schakeling binnen het gebied van betrekkelijk hoge oscillatiefrequentie f betrekkelijk groot, doch in het gebied van lage oscillatiefrequentie f betrekkelijk klein zijn, waardoor de regelkwaliteiten van de oscillator in het gebied van lage frequentie afnemen. Wanneer een dergelijke 25 stroomgeregelde oscillator in een als fasevergrendelde lus werkende schakeling wordt toegepast, is de totale lusver-sterkingsfactor van de laatstgenoemde schakeling sterk afhankelijk van de oscillatiefrequentie f, waardoor het onmogelijk kan worden om de schakeling te laten functioneren. Fig.

30 6 toont het schema van een verdere uitvoeringsvorm van een oscillator met variabele frequentie volgens de uitvinding, waarbij toepassing plaatsvindt van een correctieschakeling 10 met een transistor, waarvan de exponentiële karakteristiek wordt gebruikt voor zodanige correctie van de regel-35 stroom 1^, dat de karakteristiek van de oscillatiefrequentie als functie van het regelsignaal een althans ten minste nagenoeg lineair karakter gaat vertonen.

8401633 -9-

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 6 vindt toepassing plaats van een op speciale wijze uitgevoerde bron Q,-, welke in dit geval gevormd wordt door de collector-emitter stroomkring van een transistor, waar de regelstroom I_ door-

O

5 stroomt. Bovendien is een speciale schakeling 13 voor levering van het regelsignaal aanwezig, welke bestaat uit een niet-omkeerversterker met een verschilversterker 11 en een stroom-spiegelschakeling 12. De verschilversterker 11 is van gebruikelijk type met twee transistoren en Q^i waarvan de 10 beide met elkaar doorverbonden emitters zijn geaard via een bron van constante stroom. De bases van de beide transistoren en Q^2 zijn toegankelijk via respectieve aansluitingen en T^, waaraan een regelspanning E kan worden aangelegd. De stroomspiegelschakeling 12 is eveneens van gebrui-15 kelijk type en bevat twee transistoren en Q^/ waarvan de beide emitters via respectieve serieweerstanden met de voe-dingsspanningsaansluiting T1 van de instelspanningspotentiaal Vcc zijn gekoppeld en waarvan de beide bases met elkaar zijn doorverbonden en met de collector van de transistor zijn 20 verbonden, zodat deze laatstgenoemde als diode is geschakeld. Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 6 zijn de collectors van de transistoren en van de verschilversterker 11 respectievelijk verbonden met de collectorstroomkringen van de transistoren Q^4 en van de stroomspiegelschakeling 12.

25 De voor correctie van niet-lineair gedrag dienende correctieschakeling 10 bevat twee transistoren en waarvan de bases via een weerstand met elkaar zijn gekoppeld en de emitters met de voedingsspanningsaanslui-ting van de instelspanningspotentiaal V zijn verbonden, zodat

CC

30 deze schakeling dan de gedaante van een stroomspiegelschakeling heeft. Van de transistor zijn de basis en de collector met elkaar doorverbonden, waaruit diodeschakeling van deze transistor resulteert, terwijl een bron Q^g van constante stroom tussen de collector van de transistor en aarde is 35 opgenomen.

Aan de correctieschakeling 10 is een stroomspiegelschakeling 14 toegevoegd, zodanig, dat de stroom 8401633 -10- door de emitter-collector stroomkring van de transistor Q dat wil zeggen de stroom X^ ^, in de stroomspiegelschakeling 14 vloeit. Deze laatstgenoemde bevat een als diode geschakelde transistor Qwaarvan de basis en emitter met elkaar zijn 5 doorverbonden, terwijl de emitter rechtstreeks is geaard en de basis met de basis van de transistor Qr is verbonden; deze laatstgenoemde voert de gemeenschappelijke emitterstroom I,. van de verschilversterker 1.

Tijdens bedrijf van de schakeling volgens 10 fig. 6 wordt tussen de aansluiting 1 en T^2 een regelspanning E aangelegd, zodanig, dat wanneer de potentiaal aan de aansluiting positief ten opzichte van die aan de aansluiting is, de via de collector van de transistor Q^2 naar de correc-tieschakeling 10 vloeiende stroom groter dan nul is.

15 Wanneer de regelspanning E daarentegen aan de aansluiting T^2 meer positief dan aan de aansluiting is, zal de naar de correctieschakeling 10 vloeiende stroom echter kleiner dan nul zijn. Als gevolg van de werking van de verschilversterker 11 zal de stroom naar de correctieschakeling 10 20 bovendien gelijk nul zijn, wanneer ook de regelspanning E gelijk nul is. Hieruit volgt een rechtstreekse relatie tussen de regelstroom I ^ en de regelspanning E.

Indien de in de stroomspiegelschakeling met de transistoren en vloeiende basisstroom verwaar- 25 loosd wordt, kunnen de respectieve basis-emitterspanningen van de transistoren en in de volgende relatie met de stroom worden weergegeven: VBE17 " I13R11 = VBE16 (4)

De door de correctieschakeling 10 afgegeven, meer in het bij-30 zonder van de collector van de transistor Q^g afkomstige col-lectorstroom Ι16 kan derhalve worden weergegeven als: I16*IB (exp[q/kT) (νβΕ17 - I^R^)]) (5) waarin I de verzadigingsstroomsterkte van de transistor Q^g 35 van de correctieschakeling 10 vertegenwoordigt. Aangezien de collectorstroom Ι16 van de transistor gelijk is aan die van de transistor en aangezien de transistoren en 8401633 -11- de stroomspiegelschakeling 14 vormen, zal de stroom Ij. gelijk aan de stroom I^g zijn en de volgende gedaante hebben: I5#IS (expCq/kT) (VBE1? - (6)

Wanneer I ^ gelijk nul is, dat wil zeggen wanneer de regel-5 spanning E gelijk is, zal de collectorstroom 1^, weergegeven als 1,.(0), derhalve bedrageh: Τ5(0) A/ Ig (exp(q/kT)νβΕ^7) (7)

Op basis van de beide vergelijkingen (6) en (7) kan de stroom Ig nu worden weergegeven als: 10 I5(0>^. I3 <explq/kT)VBE17)_ h ~*s lexp(q/M)(VBB17 - = exp(q/kT)1^^ (9).

Opgemerkt kan derhalve worden, dat de stroom Ig door de bron 14 van constante stroom bij een regelspanning E is gelijk nul exponentieel met de referentiestroomwaarde 1,.(0) varieert.

15 De oscillatiefrequentie f zal derhalve lineair met de stroom 1^2 variëren,zoals in fig. 5 met een gebroken lijn is weergegeven.

Wanneer de regelspanning E gelijk nul is en de stroom gelijk nul is, zal de collectorstrooih 20 van de transistor Q g van de correctieschakeling 10 gelijk zijn aan de collectorstroom van de transistor van de stroomspiegelschakeling, welke laatstgenoemde stroom op zijn beurt gelijk is aan de door de bron Q.0 geleverde, constante' Ί o stroom I.jg. Dit wil zeggen, dat Ig = I^g. Als gevolg daarvan 25 heeft de oscillatiefrequentie f dan een aan een referentie-frequentiewaarde fQ gelijke waarde.

Uit het voorgaande blijkt, dat de uitvinding de mogelijkheid verschaft om de oscillatiefrequentie f van de nieuwe oscillator lineair met een regelspanning E of 30 een daaruit resulterende regelstroom te laten variëren. Als gevolg van de correctie, door gebruikmaking van de exponentiële karakteristiek van een transistor, van de niet-lineairiteit tussen de oscillatiefrequentie en de regelstroom 8 4 0 1 6 3 3' -12- zal de grafiek van de oscillatorfrequentie als functie van het regelsignaal weinig fluctuatie vertonen. Dit wil zeggen, dat het onafhankelijk van de oscillatiefrequentie f mogelijk is om een constante regelgevoelighfeid te verkrijgen en om 5 in een als fasevergrendelde lus werkende schakeling een constante lusversterkingsfactor te verkrijgen.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 7 vindt dezelfde correctie van niet-lineair gedrag van de oscillatie-schakeling plaats als bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 6.

10 Meer in het bijzonder zijn een correctieschakeling 10 en een schakeling 13 voor levering van het regelsignaal toegevoegd aan een oscillator met variabele frequentie van het type volgens fig. 4. Bij deze uitvoeringsvorm wordt echter niet de stroomspiegelschakeling 14 volgens fig. 6 toegepast, 15 waardoor een besparing op het aantal toe te passen schakèlings-elementen en vervaardigingskosten wordt verkregen. Meer in het bijzonder is bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 7 de bron Q^g van constante stroom opgenoraen tussen de voedings-

spanningsaansluiting T van de instelspanningspotentiaal V

I cc 20 en de collectorkring van een als diode geschakelde transistor Q.,_. De collector van de transistor Q„, is weer recht-ί / I b streeks verbonden met de beide met elkaar doorverbonden emitters van de transistoren en Q4 van de verschilverster-ker 1. De beide met elkaar verbonden emitters van de transis-25 toren en zijn via een instel spanningsbron geaard.

De uitvoeringsvorm volgens fig. 7 functioneert althans ten minste hoofdzakelijk op identieke wijze als de uitvoeringsvorm volgens fig. 6; opgemerkt wordt echter, dat de uit de transistoren Q,- en bestaande stroomspiegelschakeling is 30 weggelaten en dat de collector van de transistor Q^g rechtstreeks met de verschilversterker 1 is verbonden.

Bij de verschillende in het voorafgaande respectievelijk aan de hand van de fig. 1,4,6 en 7 beschreven uitvoeringsvormen van een oscillator met variabele frequentie 35 volgens de uitvinding kunnen de verschillende andere schake-lingselementen dan de solid-state resonator en de instel-spanningsbron V1 en V„ gemakkelijk als geïntegreerde half- 8401633 -13-

3 J

gel eider schakel ingen worden uitgevoerd, respectievelijk daarin worden opgenomen.

De uitvinding beperkt zich niet tot de in het voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven 5 uitvoeringsvormen; verschillende wijzigingen kunnen in de beschreven details en in hun onderlinge samenhang worden aangebracht, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

10 8401633

Claims

1. Inrichting voor opwekking van een wissel-stroomsignaal van regelbare frequentie, voorzien van een oscillator met een in reactie op een regelsignaal variabele oscillatiefrequentie, gekenmerkt door een omkeer- 5 versterker en door een samengestelde impedantie voor terugkoppeling van het uitgangssignaal van de omkeerversterker naar de omkeeringangsaansluiting daarvan en voor koppeling van die omkeeringangsaansluiting met een punt van referentie-potentiaal, zulks voor regeling van de stroom door de omkeer-10 versterker, waarbij de uitgangsaansluiting van de omkeerversterker het regelsignaal levert en met de oscillator is verbonden, een en ander zodanig, dat de oscillatiefrequentie van de oscillator variëert met de stroom door de versterker.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t 15 het kenmerk, dat de samengestelde impedantie een weerstand voor koppeling van de omkeeringangsaansluiting van de omkeerversterker met een punt van referentiepotentiaal en een tussen de uitgangsaansluiting van de omkeerversterker en de omkeeringangsaansluiting daarvan opgenomen terugkoppel-20 capaciteit bevat.

3. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de omkeerversterker een verschilversterker met een tussen de versterkingselementen daarvan enerzijds en het punt van referentiepotentiaal anderzijds opgenomen 25 bron van constante stroom, benevens een tussen de versterkingselementen van de verschilversterker enerzijds en een punt van instelspanning anderzijds opgenomen stroomspiegel-schakeling bevat, waarbij de stroom door de bron van constante stroom kan worden gevarieerd voor bepaling van een 30 stroom van voorafbepaalde waarde door de verschilversterker.

4. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het k e n m e r k, dat de oscillator een parallel afgestemde tank-kring met een transistor en twee in serie geschakelde spanningsdeelcapaciteiten bevat, waarbij het verbindings- 35 punt van deze capaciteiten met de emitterkring van de transistor is verbonden, terwijl het uitgangssignaal van de omkeer- 8401633 1 ft -15- versterker aan de emitterkring van de transistor ter beschikking komt.

5. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de samengestelde impedantie een voor koppe- 5 ling van de omkeeringangsaansluiting van de omkeerversterker met een punt van referentiepotentiaal dienende weerstand en een tussen de uitgangsaansluiting en de omkeeringangsaansluiting van de omkeerversterker opgenomen terugkoppelcapaciteit bevat, waarbij de omkeerversterker een differentiaalversterker 10 met een tussen de versterkingselementen daarvan enerzijds en een punt van referentiepotentiaal anderzijds opgenomen bron van constante stroom, benevens een tussen de versterkingselementen van de verschilversterker enerzijds en een punt van instel-spanning opgenomen stroomspiegelschakeling bevat, terwijl de 15 oscillator een parallel afgestemde tank-kring bevat, waaraan het van de verschilversterker en de stroomspiegelschakeling afkomstige regelsignaal wordt toegevoerd.

6. Inrichting volgens conclusie 1, m et het kenmerk, dat de oscillator van het Colpitts-type is en 20 voorzien is van een transistor met een in een terugkoppelbaan opgenomen, solid-state resonantie-element, waarbij de omkeerversterker en de samengestelde impedantie één van twee in serieschakeling opgenomen spanningsdeelcapaciteiten van de oscillator van het Colpitts-type omvatten.

7. Inrichting volgens conclusie 1, geken merkt door een met de omkeerversterker gekoppelde corirec-tieschakeling voor correctie van het niet-lineaire gedrag van de stroom door de omkeerversterker.

8. Inrichting volgens conclusie 7, geken-30 m e r k t door een schakeling voor levering van een signaal aan de correctieschakeling voor regeling van de mate van niet-lineairiteitscorrectie.

9. Inrichting volgens conclusie 8, m e t h e t kenmerk, dat de correctieschakeling een transistor en 35 een aan zijn anode met de emitter van de transistor verbonden diode bevat, waarbij het desbetreffende verbindingspunt met een punt van referentiepotentiaal is verbonden, de basis van 8401633 -16- de transistor via een weerstand met de kathode van de diode is gekoppeld en tussen de kathode van de diode en een ander punt van referentiepotentiaal een bron van constante stroom is opgenomen, terwijl de collectorstroom van de als bron van 5 constante stroom dienende transistor aan de verschilversterker wordt toegevoerd, waarbij de schakeling voor levering van een signaal voor regeling van de mate van niet-lineariteitscorrec-tie een regelstroom levert aan het verbindingspunt van de transistor en de weerstand van de correctieschakeling.

10. Inrichting volgens conclusie 9, m e t het kenmerk, dat de schakeling voor levering van een signaal voor regeling van de mate van niet-lineariteitscorrec-tie een tweede verschilversterker bevat, waarvan de verster-kingselementen ieder zijn aangesloten voor ontvangst van een 15 regelspanning voor regeling van de sterkte van het voor de schakeling afgegeven signaal.

11. Stroomgeregelde oscillator voor levering van een uitgangssignaal met regelbare frequentie en voorzien van een oscillatieschakeling met een resonantiegedeelte, g e - 20 kenmerkt door: een verschilversterker, een met de verschilversterker gekoppelde bron van constante stroom, een met de verschilversterker gekoppelde en daarmede een omkeerver-sterker vormende stroomspiegelschakeling, een tussen een uit-gangsaansluiting van de omkeerversterker en een ingangsaanslui-25 ting daarvan opgenomen terugkoppelcapaciteit, een weerstand voor koppeling van de omkeeringangsaansluiting van de omkeer-versterker met een punt van referentiepotentiaal, en middelen voor koppeling van de uitgangsaansluiting van de omkeerver-sterker met het resonantiegedeelte van de oscillatieschakeling, 30 zodanig, dat de omkeerversterker een resonantiecapaciteit daarvan mede-omvat, waarbij de grootte van de door de bron van constante stroom geleverde stroom wordt gevarieerd voor regeling van de oscillatiefrequentie van de oscillatieschakeling.

12. Oscillator volgens conclusie 11, m e t 35 het kenmerk, dat de oscillatieschakeling een oscillator van het Colpitts-type is en is voorzien van een aan een parallelle, afgestemde tank-kring aangesloten transistor met 8401633 ft -17- in zijn terugkoppelbaan een solid-state resonantie-element, waarbij de middelen voor koppeling van de uitgangsaansluiting van de omkeerversterker zijn verbonden met de emitterkring van de laatstgenoemde transistor.

13. Oscillator volgens conclusie 11, m e t het kenmerk, dat de oscillatieschakeling een oscillator van het Colpitts-type is en is voorzien van een aan een parallelle, afgestemde tank-kring aangesloten transistor met in zijn terugkoppelbaan een solid-state resonantie-element, 10 waarbij de uitgangsaansluiting van de omkeerversterker met de emitterkring van de transistor is gekoppeld en deze emitterkring via een tweede bron van constante stroom met een punt van referentiepotentiaal is gekoppeld en het uitgangssignaal van de regelbare frequentie ter beschikking stelt.

14. Oscillator volgens conclusie 11, m e t het kenmerk, dat de oscillatieschakeling een tran-transistor van het Colpitts-type is, waarbij de uitgangs aansluiting van de omkeerversterker met de collectorkring van de transistor is gekoppeld en deze collectorkring via de bron 20 van constante stroom met een punt van instelspanning is gekoppeld en het uitgangssignaal van regelbare frequentie ter beschikking stelt.

15. Oscillator volgens conclusie 12, gekenmerkt door een niet-lineariteitscorrectieschakeling, welke 25 met de ingangsaansluiting van de omkeerversterker is gekoppeld voor correctie van niet-lineair gedrag van de regelstroom.

16. Oscillator volgens conclusie 15, gekenmerkt door een regelsignaalleverschakeling, waarbij de niet-lineariteitscorrectieschakeling is voorzien van een tran- 30 sistor en een diode, van welke transistor de emitter en van welke diode de anode met een ander punt van referentiespanning zijn verbonden en van welke transistor de basis via een weerstand met de kathode van de diode is gekoppeld, terwijl met de kathode van de diode een tweede bron van constante stroom 35 is verbonden en de collectorstroom van de als bron van constante stroom voor de omkeerversterker dienende transistor als constante stroom aan de omkeerversterker wordt toegevoerd, i 8401633 | i * >» -18- waarbij de regelsignaalleverschakeling aan het verbindingspunt van de transistor en de weerstand een regelstroom levert voor regeling van het aan de niet-lineariteitscorrectieschake-ling geleverde signaal.

17. Inrichting voor opwekking van een wissel- stroomsignaal van regelbare frequentie, voorzien van een oscillator met een in reactie op een regelsignaal variabele oscillatiefrequentie, gekenmerkt door een omkeer-versterker voor levering van het regelsignaal in reactie op 10 een stroom door de omkeerversterker, een samengestelde impedantie voor terugkoppeling van het uitgangssignaal van de omkeerversterker naar de omkeeringangsaansluiting daarvan en voor koppeling van deze ingangsaansluiting met een punt van referentiepotentiaal, een met de omkeerversterker gekoppelde 15 niet-lineariteitscorrectieschakeling voor regeling van de mate van stroom in afhankelijkheid van een eerder signaal, en door een schakeling voor ontvangst van een regelspanning en voor levering van het eerdere signaal aan de niet-lineari-teitscorrectieschakeling vöor regeling van het niet-lineaire 20 gedrag van de stroom door de correctieschakeling.

18. Inrichting volgens conclusie 17, m e t het kenmerk, dat de schakeling voor levering van een eerder signaal een via een stroomspiegelschakeling met een bron van instelpotentiaal gekoppelde verschilversterker 25 bevat, waarbij de ingangsaansluitingen van de versterkings-elementen van de.verschilversterker voor ontvangst van de regelspanning zijn aangesloten.

19. Inrichting volgens conclusie 18, me t het kenmerk, dat de niet-lineariteitscorrectieschake- 30 ling een transistor en een diode bevat, waarbij de basis van de transistor via een weerstand is gekoppeld met de kathode van de diode, het uitgangssignaal van de schakeling voor levering van een eerder signaal met het verbindingspunt van de weerstand en de basis van de transistor is gekoppeld, de 35 anode van de diode via een bron van constante stroom met een punt van referentiepotentiaal is gekoppeld, en de collector-stroom van de transistor aan de omkeeringangsaansluiting van de omkeerversterker wordt toegevoerd 8401633 » . * -19-

20. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de omkeerversterker een via een stroomspiegelschakeling met een punt van referentiepotentiaal gekoppelde, tweede verschilversterker bevat, waarbij de niet-5 lineariteitscorrectieschakeling met een diode van de stroomspiegelschakeling is gekoppeld. j i ! | \ i. f·. i. il gi K '>! 84 0 1 6 3 3 i'