NO124342B

NO124342B -

Info

Publication number: NO124342B
Application number: NO0894/69A
Authority: NO
Inventors: A J J M Verswijveren
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1968-03-04
Filing date: 1969-03-03
Publication date: 1972-04-04
Also published as: SE335754B; AT292784B; ES364283A1; NL6803054A; DE1906943A1; BE729301A; DE1906943B2; DK119519B; FR2003205A1; NL153037B

Description

Oscillatorkopling for ultrahøyfrekvente svingninger.

Oppfinnelsen angår en oscillatorkopling for ultrahoyfrekvente svingninger, med en transistor i felles-basiskopling hvis kollektor er forbundet med en ved hjelp av en kapasitetsdiode avstembar oscillatorkrets, og med en tilbakekoplingsvei som inneholder en andre kapasitetsdiode hvis kapasitet ved avstemning av oscillator-

koplingen styres i samme retning som den forste kapasitetsdiode.

Oscillatorkoplinger med en oscillatorkrets

som avstemmes ved hjelp av en diode hvis kapasitet er styrbar, har den ulempe at resonansmotstanden for oscillatorkretsen er meget mindre for de lavere frekvenser enn for de hoyere frekvenser. Dette har til fol-

ge at koplingen enten svinger godt ved hoyere frekvenser, men opp-

horer å svinge ved de lavere frekvenser, eller svinger godt ved de

lavere frekvenser, men ved avstemning på hoyere frekvenser opptrer det oversvingninger.

For å unngå denne ulempe er det i den ovenfor nevnte kopling anordnet en tilbakekoplingsvei med en kapasitetsdiode hvis kapasitet endrer seg på sådan måte med avstemningen at ved avstemning til hoyere frekvenser får kapasitetsdioden i tilbakekoplingsveien bare liten kapasitet og ved avstemning i retning av de lavere frekvenser får diodens kapasitet en storre okning. Kapasitetsdioden

i tilbakekoplingsveien endres således i samme retning som kapasiteten av kapasitetsdioden i oscillatorkretsen. Ved endring av avstemningen i retning av de lavere frekvenser hvorved resonansmotstanden i oscillatorkretsen og dermed oscillatorspenningen avtar, vil derimot admit-tansen for tilbakekoplingsveien oke slik at det unngås at oscillatoren opphorer å svinge.

Det har imidlertid vist seg at ved en slik oscillatorkopling er oscillatorfrekvensen sterkt temperaturavhengig ved avstemning til de hoyere frekvenser av avstemningsområdet. Ved en UHF-oscillatorkopling for anvendelse i en fjernsyns-UHF-avstemningsenhet, hvor avstemningsområdet for oscillatoren strekker seg fra ca. 500 MHz til ca. 900 MHz, visar det sog at ved avstamning på 900 MHz kan det opptre en frekvensforskyvning på ca. 3 til 5 MHz pr. 15°C, hvilket er utillatelig stor frekvensendring for fjernsynsmottakning.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en oscillatorkopling hvor den nevnte ulempe unngås, og det skjer ifolge oppfinnelsen ved at den andre kapasitetsdiode danner en del av en i tilbakekoplingsveien liggende parallellsvingkrets som ved avstemning av oscillatorkoplingen til de hoyere frekvenser av avstemningsområdet, i det minste tilnærmet er i resonans med frekvensen av den av oscillatorkoplingen frembrakte svingning.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den erkjennelse at ved en UHF-oscillatorkopling vil oscillatorfrekvensen ikke bare være bestemt av oscillatorkretsen som er tilsluttet kollektoren i transistoren, men også av transistorens stromforsterkningsfaktor a,særlig f asef orskyvningen <|> a for forsterkningsfaktoren. Det har imidlertid vist seg at stromforsterkningsfaktoren ved liten kollektorstrom bare er lite temperaturavhengig, men ved stor kollektorstrom f ved en transistor av typen BF l8l er f.eks. abrommen over 2 mA) er stromfor-sterkningsf aktoren sterkt temperaturavhengige Ved den innledningsvis nevnte oscillatorkopling vil den sberke frekvens forskyvning ved avstemning til hoyere frekvenser, være forårsaket av at de i transistoren opptredende kollektorstromtopper når inn i det område i hvilket stromforsterkningsfaktoren er sterkt temperaturavhengig. Dette forårsakes av den kjennsgjerning at koplingen ved hoyere frekvenser er for sterkt tilbakekoplet gjennom kapasiteten av kapasitetsdioden i tilbakekoplingsveien, og denne virkning forsterkes ved seriespredningsinduktiviteten i tilbakekoplingsveien som ikke er til å unngå ved de hoyere oscillatorfrekvenser. Ved en UHF-oscillatorkopling for anvendelse i en UHF-avstemningsenhet i en fjernsynsmot-taker, kan kapasiteten av kapasitetsdioden i tilbakekoplingsveien ved avstemning av oscillatoren f.eks. på $ 00 MHz, være 2,5 pF, hvilken kapasitet gir en kapasitiv reaktans på 7° Ohm. Den minste lengde som kan oppnås av tilbakekoplingsveien er ca. 1 cm og denne lengde tilsvarer en induktivitet på ca. 0,01 <y>uH. Denne induktivitet har ved $ 00 MHz en induktiv reaktans på 57 Ohm, slik at den nevnte kapasitive reaktans i tilbakekoplingsveien ved <J00 MHz bare er 13 Ohm, hvilket tilsvarer en kapasitet på ca. 14 pF.

Ved forholdsregelsen ifolge oppfinnelsen vil reaktansen i tilbakekoplingsveien ved avstemning til hoyere frekvenser oke i vesentlig grad, slik at det unngås at de i transistoren opptredende kollektorstromtopper kan nå inn i det område i hvilket forsterkningsfaktoren er sterkt temperaturavhengig. På denne måte minskes på virksom måte oscillatorens frekvensforskyvning. Ved en i praksis gunstig oscillatorkopling ifolge oppfinnelsen viste det seg at frekvensforskyvningen ved 9°0 MHz praktisk talt var fullstendig forsvunnet og at frekvensforskyvningen over hele avstemningsområdet ikke var mere enn MHz pr. 15°C.

Et utforelseseksempel på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen, som viser et kop-lingsskjema for en oscillatorkopling ifolge oppfinnelsen.

Oscillatorkoplingen inneholder en transistor 1 hvis basis gjennom en forholdsvis stor kondensator 2 er jordet.

Basisen er videre gjennom en motstand 3 forbundet med den positive klemme av en likespenningskilde for innstilling av transistorens arbeidspunkt. Transistorens 1 kollektor er gjennom en kondensator 4 forbundet med en oscillatorkrets som inneholder et -<*>£- -lednings-stykke 5 hvis ene ende. er forbundet med jord og hvis andre ende er forbundet med anoden i en kapasitetsdiode 6. Katoden i dioden 6 er gjennom en kondensator 7 på f.eks. 13 pF forbundet med jord. Katoden i dioden 6 er dessuten gjennom en motstand 8 forbundet-med en inn-stillbar likespenning Uv, ved hjelp av hvilken kapasiteten i dioden 6 og dermed avstemningen av oscillatorkretsen som dannes av ledningsstykket 5> kapasitetsdioden 6 og kondensatoren 7» kan innstilles.

Eh méd ledningsstykket 5 forbundet kondensator 9 tjener til justering av oscillatorkretsen.

For å bringe koplingen til å svinge er for-bindelsespunktet mellom dioden 6 og kondensatoren 7 gjennom en tilbakekoplingsvei som er dannet av en andre kapasitetsdiode 10, en kondensator 11 på f.eks. 12 pF og en forholdsvis stor kondensator 12, forbundet med emitteren i transistoren 1. Anoden i dioden 10 er ved hjelp av en motstand 13 for likespenning forbundet med jord. Da katoden i kapasitetsdioden 10 har den samme innstillbare spenning Uv som katoden i kapasitetsdioden 6, vil kapasiteten av dioden 10 ved avstemning endres i samme retning som kapasiteten av dioden 6. Der-ved oppnås at ved avstemning til hoyere frekvenser i avstemningsområdet,blir oscillatoren bare lite tilbakekoplet, men ved avstem-

ning til de lavere frekvenser blir tilbakekoplingen meget storre.

For at frekvensforskyvning ved avstemning til de hoyere frekvenser skal minskes i vesentlig grad er kapasitetsdioden 10 og kondensatoren 11 parallellkoplet med en induktivitet 14 som kan bestå av en enkel trådsloyfe. Induktiviteten 14 danner sam-men med kapasitetsdioden 10 og kondensatoren 11 en parallellsvingekrets som er dimensjonert slik at ved avstemning til hoyere frekvenser' i avstemningsområdet eller i nærheten av dette opptrer det resonans med oscillatorfrekvensen. For disse hoyere frekvenser er således tilbakekoplingsveien som består av-elementene 10, 11, 12 og 14 hoy-ohmig slik at den tilbakekopling som er nodvendig for at oscillatoren skal virke hovedsakelig skjer gjennom transistorens indre kollektor-emitterkapasitet. På den innledningsvis beskrevne måte oppnås der-ved en vesentlig reduksjon av frekvensforskyvningen.

I utforelseseksemplet sorger kondensatoren 11 for at induktiviteten 14 som er forbundet med reguleringsspenningen Uv, for likespenning er skilt fra anoden i kapasitetsdioden 10 som ■ for likespenning er jordet. På samme måte sorger kondensatoren 12

for et likespenningsskille mellom induktiviteten 14. og emitterelek-troden i transistoren 1. Det skal bemerkes at det også er mulig å legge kondensatoren 11 eller kondensatoren 12 i sloyfen 14..

Mens resonanskretsen 10,- 11, 14 ved de hoyere frekvenser av avstemningsområdet. er tilnærmet i resonans med oscilla-torf rekvensen, må det sbrges for at for de lavere frekvenser av avstemningsområdet må denne krets ha en kapasitiv impedans for oscillatorfrekvensen, slik Sb tilbakekoplingsveien har den nodvendige fase-forskyvning for opprettholdelse av svingningen. Dette betyr at ved endring av avstemningen, må resonansfrekvensen for kretsen 10,11,14 endre seg hurtigere enn resonansfrekvensen for oscillatorkretsen 5,6, 7. Dette kan på enkel måte oppnås ved et riktig valg av koplingsele-mentene f.eks. ved at oscillatorkretsen belastes med tilstrekkelig parallellkapasitet (kondensatoren0/) , eller ved egnet valg av serie-kapasiteter (7 og 11) i de to kretser.

Da den viste kopling samtidig virker som blande-trinn tilfores emitteren i transistoren 1 en signalspenning som skal blandes med oscillatorsvingningene. Denne signalspenning stammer f. eks. fra et båndfilter hvis sekundærkrets dannes av et lednings-stykke 15, en kapasitetsdiode 16 og en seriekondensator ^7 • Inngans-signalet tilfores denne krets f.eks. induktivt. En i emitterledningen liggende koplingssloyfe 18 som er induktivt koplet med ledningsstykket 15, overforer signalet til emitteren. Den ende av koplingssloyfen 18 som ligger lengst fra emitteren er gjennom en motstand 19 og en av-koplingskondensator 20 forbundet med jord. Eventuelt kan koplingssloyfen 18 også fores langs ledningsstykket 5 i oscillatorkretsen slik at det foruten den kapasitive tilbakekopling gjennom dioden 10 også oppnås en induktiv tilbakekopling.

Den på katoden i kapasitetsdiodene 6 og 10 påtrykte avstemningsspenning U tilfores gjennom en motstand 21 til katoden i kapasitetsdioden 16, slik at avstemningen av båndfilterkretsen 15,16, 17 endres samtidig med avstemningen av oscillatorkretsen 5,6,7.

Det i transistoren 1 frembrakte mellomfrekvens-signal kan tas fra utgangsklemmen 22 som er forbundet med transistorens kollektor. Den for riktig virkning av transistoren nodvendige kollektor-likespenning tilfores likeledes klemmen 22.

Claims

1. Oscillatorkopling for ultrahoyfrekvente svingninger, med en transistor (1) i felles-basiskopling hvis kollektor er forbundet med en ved hjelp av en kapasitetsdiode (6) avstembar oscillatorkrets (5,6,7) og med en tilbakekoplingsvei som inneholder en andre kapasitetsdiode (10) hvis kapasitet ved avstemning av oscillatorkoplingen,styres i samme retning som den forste kapasitetsdiode, karakterisert ved at den andre kapasitetsdiode (10) danner en del av en i tilbakekoplingsveien liggende parallellsvingekrets (10,11,14), sora vec*

avstemning av oscillatorkoplingen til de hoyere frekvenser av avstemningsområdet, i det minste tilnærmet er i resonans med frekvensen av den av oscillatorkoplingen frembrakte svingning.

2. Oscillatorkopling ifolge krav 1, karakterisert ved at oscillatorkretsen (5,6,7) og den i tilbakekoplingsveien liggende parallellsvingekrets (10,11,14) inneholder serie (7,11) og/eller parallellkapasiteter (9) som er således dimensjonert, at den i tilbakekoplingsveien liggende parallellsvingekrets (10,11,14) ved avstemning av oscillatorkoplingen til de lavere frekvenser av avstemningsområdet danner en kapasitiv impedans for den av oscillatorkoplingen frembrakte svingning.