NO127433B - - Google Patents

Description

kretsen for å korrigere for frekvensendringene i krystallet. Da på den annen side krystallets frekvens/temperatur-karakteristikker er individuelle for krystallene og - på den annen side - toleransene for termistorenes motstand og motstandskarakteristikk er forholds-

vis store, og dessuten i betraktning av det faktum at termistorene i nettverket arbeider i avhengighet av hverandre - det vil si at de i betydelig grad påvirker hverandres operasjonsmodus, blir det over-ordentlig vanskelig og arbeidskrevende å tilpasse slike termistor-kombinasjoner til krystaller for temperaturkompensasjonsformål.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en anordning ved strørakrets

for temperaturkompensering av krystallstyrte oscillatorer som omtalt ovenfor, karakterisert ved en temperaturføler som omfatter to transistorer med henholdsvis positiv og negativ spennings/temperatur-karakteristikk, og en spennings-funksjonsgenerator som mottar utgangssignalet fra temperaturføleren og omfatter et flertall helningsgenererende transistorer som er anordnet slik at de er ledende i rekkefølge under påvirkning av variasjon i utgangs-

signalet fra vedkommende temperaturføler med temperatur-endringer for å avstedkomme utgangsspenninger som er tilpasset helningen i forskjellige punkter på en fullt kompenserende karakteristikk, og en anordning for å kombinere utgangsspenningen fra transistorene for å avstedkomme den fullt kompenserte spennings-karakteristikk for påtrykning på krystallkretsen.

Ved utførelse av denne oppfinnelse i praksis vil således temperatur-føleren bestå av to transistorer med henholdsvis, positiv og nega-

tiv spennings/temperatur-karakteristikk. Disse transistorer har fortrinnsvis lineære spennings/temperatur-karakteristikker, men forutsatt at karakteristikken er kjent, er ikke lineæritet et av-gjørende krav. Disse transistorer blir arrangert slik at de på-trykker sine utgangsspenninger på respektive grupper av transis-

torer i den funksjonsgenerator som vedrører henholdsvis den nega-

tive og den positive helning av den fullt kompenserende karakteristikk som skal tilveiebringes.

De forskjellige deler av helningene av den fullt kompenserende karakteristikk kan sammensettes ved hjelp av en felles belastningsmotstand knyttet til gruppene av transistorer.

I det øyemed å tilveiebringe stort sett horisontale deler av karakteristikken.som knytter sammen positive og negative helninger av den fullt kompenserende karakteristikk, brukes det spenningsfikserings-anordni-ngerfor eksempel spenningsdelere, som bestem-

mer den horisontale posisjon eller-amplituden-av den funksjon som genereres av funksjonsgeneratoren.

Som eksempel skal i det følgende en utførelsesform for oppfinnelsen beskrives under henvisning til vedlagte tegninger, av hvilke

fig. 1 er et blokkskjema av en temperatur-kompensert

krystallstyrt oscillator,

fig. 2 er et koblingsskjema for temperaturføleren og

spenningsfunksjons-generatoren på fig. l,og

fig. 3 er et diagram som viser den spennings/temperatur-karakteristikk som det er nødvendig å påtrykke kapasitetsdioden (varicap diode) i oscillator-kretsen på fig. 1 for å korrigere for variasjon i frekvens og temperatur.

Det henvises til fig. 1 hvor det er vist en krystallstyrt oscillator CRO med en kapasitetsdiode VD koblet i serie med det styrende krystall CC. Som kjent vil oscillasjons-frekvensen for krystallet CC variere med temperaturen og en typisk frekvens/temperatur-karakteristikk for krystallet kan være den inverse av den på fig. 3 viste karakteristikk. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en temperaturkompensasjons-anordning ved hjelp av hvilken en styrespenning med en spennings/temperatur-karakteristikk som er den inverse av krystallets frekvens/temperatur-karakteristikk, blir påtrykket anoden på kapasitetsdioden VD for å variere dennes kapasitet og derved holde oscillator-frekvensen konstant overfor temperatur-endringer. Utgangen fra oscillatoren CRO er gjennom en buffer-forsterker BA ført til en utgangsklemme OP.

I det øyemed å fremskaffe styrespenningen for kapasitetsdioden VD

som kompenserer for endringer i frekvens med temperaturen av krystallet CC, anvender foreliggende oppfinnelse en temperaturføler TS som leverer en utgangsspenning som avhenger av temperaturen.

Denne utgangsspenning blir så ført til en funksjons-generator FG

som ut fra denne spenning genererer en annen spenning hvis amplitude

varierer med temperaturen omvendt proporsjonalt med variasjonen i frekvens med temperaturen av krystallet CC. En slik spennings/temperatur -karakteristikk er vist på fig. 3.,.

Under henvisning til fig. 3, vil det sees at de viste karakteristikker som strekker seg over et temperaturområde fra -40°C til 85°C, kan avledes tilnærmet, ved å sammenknytte 7 linjestykker LI til L7.

Av disse linjestykker har linjene L, L2 og L7 negative helninger eller vinkelkoeffisienter:, og .linjene L4 og-L5 har positive helninger mens linjene L3 og L6 har 0 helning. De enkelte ,punkter 1 til 7

hvor linjene Li til L7 faller sammen med spennings/temperatur-karakteristikken skal. betegnes som termiske kontrollpunkter (thermal tracking points). Det skal i denne forbindelse henvises til fig. 2 hvorav det vil. forstås hvordan helningene for linjestykkene Li til L7 er frembragt.

Temperaturføleren TS omfatter to komplementære transistorer TRI og

TR2 som har negativ, henholdsvis positiv temperaturkoeffisient.

Begge disse transistorer har lineære spennings/temperatur-karakteristikker. Basisspenningene på transistorene TRI og TR2 bestemmes av den spenningsdeler som omfatter motstander Ri, R2 og R3 mens kollektorspenningene på transistorene som påtrykkes de helningsgenererende transistortrinn som skal beskrives senere, avhenger av motstan.dsverdiene av motstanden R4 og motstanden av en. diode Dl når det gjelder transistor. TRI og motstandsverdien av motstanden R7 når det gjelder, transistoren TR2..

Transistoren TRI er innrettet til å påvirke basisene på to helnings-genererenda transistorer TR3 og TR4 som er innrettet til å frembringe helningene LI og L2.. Den annen helning L7 med negativ koeffisient, genereres av en transistor TR9 som også påvirkes av transistoren TRI. Transistoren TR2 påvirker basisene på to ytterligere helningsgenererende transistorer TR5; og TR6 som frembringer helningene L4 og L5 med positiv koeffisient. Forholdet mellom motstandsverdiene for motstandene R4 og R5, henholdsvis R5 og R7 kan være f.eks. 10 slik at basis/emitter-spenningert på transistorene TRI og TR2 blir forsterket ti ganger slik at det f.eks., frembringes en utganestemperatur-koeffisient på 17 millivolt/°C på. kollek-

torene.

De helningsgenererende transistorer TR3 til TR6 har en felles be-lastning-smotstand R20 og det er forholdet mellom motstandsverdien av denne og emitter-motstandene R8, Ril, R14 og R17 på transistorene TR3 til TR6 som bestemmer helningen av utgangene fra transistorene TR3 og TR6. De termiske kontrollpunkter på helningene 1,2,4 og 5 kan justeres ved forskyvning av helningene

LI, L2, L4 og L5 ved passende valg av forholdet mellom mostands-verdiene av motstandene R9 og RIO, R12 og R13, R15 og R16 samt R18 og R19.

Når det gjelder helningen L7, blir denne bestemt ved passende valg av forholdet mellom motstandsverdiene av motstandene R25 og R26 mens kontrollpunktet 7 blir bestemt av forholdet mellom motstandsverdiene av motstanden R27 og R28.

Ved drift av anordningen vil transistorene TR3 til TR6 og TR9 selektivt bli gjort ledende i overensstemmelse med omgivelses-temperaturen. Når temperaturen endrer seg gjennom området fra -40°C til 85°C, vil transistorene lede strøm efter tur og ulineæri-teten ved transistorenes inhkobling kan utnyttes til å frembringe en ikke-lineær overgang mellom sammenstøtende helninger eller linjestykker, slik som f.eks. mellom helningene 6 og 7, henholdsvis 2 og 3.

Når det gjelder helningene LI til L7, forbinder den felles belastningsmotstand JR20 de helninger som genereres av transistorene TR3 til TR6 og utgangen fra den sistnevnte transistor er innrettet til å føres gjennom en emitterfølger-transistor TR7 til anoden på kapasitetsdioden VD for å bevirke en variasjon i dennes kapasitets-verdi for å opprettholde en konstant oscillator-frekvens.

Transistoren TR9 genererer helningen L7 og utgangen fra denne transistor blir ført adskilt gjennom emitterfølger-transitor TRIO til kapasitetsdioden VD for derved å isolere helningene 1 og 2 og 4 fxa helningen 7.

Helningene 3 og 6 for O-temperaturkoeffisient, som bestemmer amplituden av den funksjon som genereres, tilveiebringes av spenningsfikserings-anordninger ved valg av motstandsverdiene for motstanden

R30, henholdsvis R24, idet verdien av motstanden R30 bestemmer

den spenning som påtrykkes katoden på kapasitetsdioden og verdien av motstanden R24 bestemmer basisspenningen på transistoren TR8. - Transistoren TR8 virker som. en buffer-anordning mellom den fiks.erte spenning f i a motstandene R23 og R24 <p>g belastningsmotstanden R25..

Diodene Dl til D4 virker til likespennings-nivåforskyvning slik at

det maksimale spenningssving kan bli tatt hånd om innenfor de grenser som settes av driftsspenningen (f.eks. 8,5 volt). Temperatur-koeffisientene for disse dioder, har liten betydning, da de er plasert i de deler av kretsen som har høyt nivå.

Av det foregående vil det være klart at transi.stortrinnene i temperaturkompensasjons-anordningen i henhold til oppfinnelsen kan justeres for å tilpasses•vedkommende spesielle krystall uten å

innvirke på ydelsen av. de , øvrige trinn, og således kan funksjonen finne sted på en del:av den kompenserende spennings/temperatur- . karakteristikk uten å.innvirke på,andre deler av.karakteristikken,

hvilket hittil har vært en av de største ulemper ved temistor-nettverk-anordninger. Videre.er tem<p>eraturføler- og funksjons-generatorkretsene egnet for anvendelse som integrerte.kretser og for oppbygning efter tynnfilm-teknikken.

Claims (6)

1. Anordning ved strømk.rets for temper at u-rkompen ser ing av krystallstyrte oscillatorer, karakterisert ved c en temperaturføler som.omfatter to transistorer.med henholdsvis positiv og negativ spennings/temperatur-karakteristikk, og en spennings-funksjonsgenerator som mottar utgangssignalet fra tempera-turføleren og omfatter et flertall helningsgenererende transistorer som er anordnet slik at de er ledende i- rekkefølge under påvirkning av variasjon i utgangssignalet.fra vedkommende temperaturføler med temperaturendringe;:~ for å avstedkomme utgangsspenninger- som -er tilpasset helningen i forskjellige punkter på en fullt kompenserende karakteristikk, og en anordning for å kombinere.utgangsspenningen fra. transistorene for å avstedkomme den fullt kompenserte spennings-karakteristikk for påtrykning på krystallkretsen.

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at de to transistorer har lineære spenning s/temperatur-karakteristikker.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at transistorene er innrettet til å avgi sine utgangsspenninger til respektive grupper av transistortrinn i funksjons-spennings-generatoren som henholdsvis vedrører de negative og positive helninger av den fullt kompenserende karakteristikk.

4. Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at spenninger svarende til forskjellige deler av helningene av den fullt kompenserende karakteristikk kombineres ved hjelp av en felles belastningsmotstand tilknyttet grupper av transistortrinn.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det for frembringelse av stort sett horisontale deler av karakteristikken for sammenknytning av positive og negative helninger i den fullt kompenserende karakteristikk er brukt spennings-fikseringsanordninger som bestemmer den horisontale posisjon eller amplituden av den funksjon som genereres av funksjonsgeneratoren.

6. Anordning ifølge krav 5,karakterisert ved at spenningsfikserings-anordningene omfatter spenningsdelere.