RU2705448C1 - Tunable rc oscillator - Google Patents

Tunable rc oscillator Download PDF

Info

Publication number
RU2705448C1
RU2705448C1 RU2019106841A RU2019106841A RU2705448C1 RU 2705448 C1 RU2705448 C1 RU 2705448C1 RU 2019106841 A RU2019106841 A RU 2019106841A RU 2019106841 A RU2019106841 A RU 2019106841A RU 2705448 C1 RU2705448 C1 RU 2705448C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
terminals
terminal
frequency
resistor
transistor
Prior art date
Application number
RU2019106841A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Николаевич Булатов
Олег Викторович Худорожков
Сергей Анатольевич Сильвашко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет"
Priority to RU2019106841A priority Critical patent/RU2705448C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2705448C1 publication Critical patent/RU2705448C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

FIELD: radio equipment.
SUBSTANCE: invention relates to radio equipment. RC oscillator comprises first and second terminals, first, second and third transistors, first, second and third resistors, first, second and third capacitors, first and second current sources, in order to provide the possibility of rapid change of frequency of formed sinusoidal oscillations and expansion of the range of frequency tuning, the first and second varicaps, the fourth and fifth resistors and the variable resistor are introduced. At that, change of frequency of generated sinusoidal oscillations is provided by changing capacitances of the first and second varicaps by changing levels of back voltages supplied to them by means of variable resistor, and wider range of frequency tuning is provided by selecting the first and second varicaps with a large value of overlapping ratio by capacitance.
EFFECT: possibility of rapid change of frequency of formed sinusoidal oscillations and expansion of frequency tuning range.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве перестраиваемого источника синусоидальных колебаний, в том числе в интегральных схемах.The invention relates to radio engineering and can be used as a tunable source of sinusoidal oscillations, including in integrated circuits.

Известен управляемый генератор синусоидальных колебаний, содержащий операционный усилитель, цепь АРУ, электрически управляемый переключатель, фильтр нижних частот, переменный резистор, два конденсатора, генератор управляющих импульсов, триггер и предназначенный для формирования синусоидальных колебаний в широком диапазоне частот с повышенной кратковременной стабильностью частоты [а.с. СССР №1501244, МКИ4 Н03В 5/26. - Опубл. в Б.И., №30, 1989].Known controlled generator of sinusoidal oscillations, containing an operational amplifier, AGC circuit, an electrically controlled switch, a low-pass filter, a variable resistor, two capacitors, a control pulse generator, a trigger and designed to generate sinusoidal oscillations in a wide frequency range with increased short-term frequency stability [a. from. USSR No. 1501244, MKI 4 Н03В 5/26. - Publ. in B.I., No. 30, 1989].

Недостатками этого управляемого генератора синусоидальных колебаний являются:The disadvantages of this controlled generator of sinusoidal oscillations are:

1) ограниченное значение максимальной частоты формируемых колебаний, обусловленное использованием операционного усилителя в электрической схеме генератора;1) the limited value of the maximum frequency of the generated oscillations due to the use of an operational amplifier in the generator circuit;

2) наличие дополнительного генератора управляющих импульсов и электрически управляемого переключателя.2) the presence of an additional generator of control pulses and an electrically controlled switch.

В качестве прототипа изобретения служит RC-генератор [пат. №2666226 РФ, МПК Н03В 5/26 (2006.01). - Опубл. в Б.И., №25, 2018], содержащий первые и вторые зажимы, первый, второй и третий транзисторы, первый, второй и третий резисторы, первый и второй источники тока, первый, второй и третий конденсаторы.As a prototype of the invention is an RC generator [US Pat. No. 2666226 of the Russian Federation, IPC Н03В 5/26 (2006.01). - Publ. in B.I., No. 25, 2018], containing the first and second terminals, the first, second and third transistors, the first, second and third resistors, the first and second current sources, the first, second and third capacitors.

Недостатком данного RC-генератора является отсутствие возможности оперативного изменения частоты формируемых синусоидальных колебаний.The disadvantage of this RC generator is the lack of the ability to quickly change the frequency of the generated sinusoidal oscillations.

Техническим результатом предлагаемого перестраиваемого RC-генератора является обеспечение возможности оперативного изменения частоты формируемых синусоидальных колебаний и расширение диапазона перестройки частоты.The technical result of the proposed tunable RC-generator is the ability to quickly change the frequency of the generated sinusoidal oscillations and expand the range of frequency tuning.

Указанный технический результат достигается тем, что в RC-генератор содержащий первые и вторые зажимы, первый - третий транзисторы, первый - третий резисторы, первый и второй источники тока, первый - третий конденсаторы, с целью обеспечения возможности оперативного изменения частоты формируемых синусоидальных колебаний и расширения диапазона перестройки частоты введены первый и второй варикапы, первые выводы которых через первый и второй конденсаторы подключены к первым выводам первых и вторых зажимов соответственно, а вторые выводы первого и второго варикапов подключены к общей шине, переменный резистор, первый вывод которого подключен к первой шине питания, а второй вывод - к общей шине, четвертый и пятый резисторы, первые выводы которых подключены к первым выводам первого и второго варикапов соответственно, а вторые выводы - к среднему выводу переменного резистора.The specified technical result is achieved by the fact that in the RC generator containing the first and second clamps, the first is the third transistors, the first is the third resistors, the first and second current sources, the first is the third capacitors, in order to enable the on-line change of the frequency of the generated sinusoidal oscillations and expansion of the frequency tuning range, the first and second varicaps are introduced, the first conclusions of which are connected through the first and second capacitors to the first conclusions of the first and second terminals, respectively, and the second of the second and second varicaps are connected to a common bus, a variable resistor, the first pin of which is connected to the first power bus, and the second pin to a common bus, fourth and fifth resistors, the first pins of which are connected to the first pins of the first and second varicap, respectively, and the second pins - to the middle terminal of the variable resistor.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого перестраиваемого RC-генератора.The drawing shows a structural electrical diagram of the proposed tunable RC-generator.

Перестраиваемый RC-генератор содержит первые 1 и вторые 2 зажимы, первый 3, второй 4 и третий 5 транзисторы, первый 6 и второй 7 резисторы, первый 8 и второй 9 источники тока, первый 10 и второй 11 варикапы, первый 12, второй 13 и третий 14 конденсаторы, третий резистор 15, переменный резистор 16, четвертый 17 и пятый 18 резисторы.The tunable RC generator contains the first 1 and second 2 terminals, the first 3, second 4 and third 5 transistors, the first 6 and second 7 resistors, the first 8 and second 9 current sources, the first 10 and second 11 varicaps, the first 12, second 13 and third 14 capacitors, third resistor 15, variable resistor 16, fourth 17 and fifth 18 resistors.

Перестраиваемый RC-генератор работает следующим образом.Tunable RC-generator operates as follows.

Первый 6, второй 7 резисторы и второй 11 варикап в схеме перестраиваемого RC-генератора образуют эквивалентную индуктивность Lэ:The first 6, second 7 resistors and second 11 varicaps in the tunable RC-generator circuit form an equivalent inductance L e :

Figure 00000001
Figure 00000001

где R1, R2 - сопротивления первого 6 и второго 7 резисторов соответственно;where R 1 , R 2 - the resistance of the first 6 and second 7 resistors, respectively;

CVD2 - емкость второго варикапа 11.C VD2 - capacity of the second varicap 11.

Первый варикап 10 образует с индуктивностью Lэ параллельный колебательный контур, настроенный на частоту ω0:The first varicap 10 forms with an inductance L e a parallel oscillatory circuit tuned to a frequency ω 0 :

Figure 00000002
Figure 00000002

где CVD1 - емкость первого варикапа 10.where C VD1 is the capacity of the first varicap 10.

При подключении источников питания напряжением +12 В, минус 12 В и минус 3 В соответственно к первой, второй и третьей шинам питания в колебательном контуре возникают синусоидальные колебания с частотой ω0. Для поддержания в колебательном контуре незатухающих колебаний коэффициент передачи цепи положительной обратной связи KПОC, образованной последовательным включением третьего резистора 15 и третьего конденсатора 14, должен удовлетворять условию:When connecting power supplies with a voltage of +12 V, minus 12 V and minus 3 V, respectively, to the first, second and third power buses in the oscillatory circuit, sinusoidal oscillations with a frequency of ω 0 occur. In order to maintain undamped oscillations in the oscillatory circuit, the transmission coefficient of the positive feedback circuit K POS formed by the series connection of the third resistor 15 and the third capacitor 14 must satisfy the condition:

Figure 00000003
Figure 00000003

где SVT3 - крутизна третьего транзистора 5;where S VT3 - the steepness of the third transistor 5;

R3 - сопротивление третьего резистора 15;R 3 is the resistance of the third resistor 15;

K0 - коэффициент усиления каскада с общей базой, выполненного на третьем транзисторе 5;K 0 is the gain of the cascade with a common base, performed on the third transistor 5;

Roe - сопротивление колебательного контура на частоте ω0, равноеR oe is the resistance of the oscillatory circuit at a frequency ω 0 equal to

Figure 00000004
Figure 00000004

где β1, β2 - коэффициенты передачи токов базы первого 3 и второго 4 транзисторов соответственно.where β 1 , β 2 are the transmission coefficients of the base currents of the first 3 and second 4 transistors, respectively.

Для выравнивания режимов первого 3, второго 4 и третьего 5 транзисторов на переменном токе целесообразно принять: R2=R1, СVD2=CVD1. Тогда выражение (2) примет видTo equalize the modes of the first 3, second 4 and third 5 transistors with alternating current, it is advisable to take: R 2 = R 1 , C VD2 = C VD1 . Then expression (2) will take the form

Figure 00000005
Figure 00000005

а сопротивление третьего резистора 15 с учетом соотношений (3) и (4) должно удовлетворять условию:and the resistance of the third resistor 15, taking into account relations (3) and (4), must satisfy the condition:

Figure 00000006
Figure 00000006

Емкость третьего конденсатора 14, обеспечивающего гальваническую развязку каскадов, выполненных на первом 3, втором 4 и третьем 5 транзисторах, должна удовлетворять условию:The capacity of the third capacitor 14, providing galvanic isolation of the cascades made on the first 3, second 4 and third 5 transistors, must satisfy the condition:

Figure 00000007
Figure 00000007

С учетом выражения (2), изменять частоту ω0 настройки параллельного колебательного контура можно одновременным изменением сопротивлений первого 6 и второго 7 резисторов и (или) емкостей первого 10 и второго 11 варикапов.Taking into account expression (2), it is possible to change the frequency ω 0 of setting the parallel oscillatory circuit by simultaneously changing the resistances of the first 6 and second 7 resistors and (or) capacitances of the first 10 and second 11 varicaps.

В предлагаемом перестраиваемом RС-генераторе изменение частоты синусоидальных колебаний на выходе генератора достигается изменением емкостей первого 10 и второго 11 варикапов посредством изменения уровней подводимых к ним обратных напряжений с помощью переменного резистора 16. При этом значение коэффициента перекрытия диапазона частот kпер генерируемых синусоидальных колебаний (отношение максимальной частоты выходного сигнала к минимальной частоте выходного сигнала) зависит только от величины коэффициента перекрытия по емкости kс применяемых варикапов и может быть значительно больше десяти. Например, при использовании варикапов КВ116А kпер≥18.In the proposed tunable RC generator, a change in the frequency of sinusoidal oscillations at the generator output is achieved by changing the capacitances of the first 10 and second 11 varicaps by changing the levels of the reverse voltages supplied to them using a variable resistor 16. The value of the frequency range overlap coefficient k per generated sinusoidal oscillations (ratio the maximum frequency of the output signal to the minimum frequency of the output signal) depends only on the value of the coefficient of overlap in capacitance k with p applied varicaps and can be significantly more than ten. For example, when using KV116A varicaps, k per ≥18.

Емкости первого 12 и второго 13 конденсаторов, обеспечивающих гальваническую развязку по постоянному току первого 10 и второго 11 варикапов с каскадами, выполненными на первом, втором и третьем транзисторах 3-5, должны удовлетворять условию:Capacities of the first 12 and second 13 capacitors, providing galvanic isolation of the direct current of the first 10 and second 11 varicaps with cascades made on the first, second and third transistors 3-5, must satisfy the condition:

Figure 00000008
Figure 00000008

где С1 - емкость первого конденсатора 12;where C 1 is the capacity of the first capacitor 12;

С2 - емкость второго конденсатора 13;C 2 - the capacity of the second capacitor 13;

CVDmax - наибольшее значение емкости применяемых варикапов.C VDmax - the largest value of the capacity of the applied varicaps.

Сопротивления четвертого 17 и пятого 18 резисторов, включенных для снижения влияния сопротивления переменного резистора 16 на добротность колебательного контура, выбирают из условия:The resistance of the fourth 17 and fifth 18 resistors included to reduce the effect of the resistance of the variable resistor 16 on the quality factor of the oscillatory circuit, is selected from the condition:

Figure 00000009
Figure 00000009

где R4 - сопротивление четвертого резистора 17;where R 4 is the resistance of the fourth resistor 17;

R5 - сопротивление пятого резистора 18;R 5 is the resistance of the fifth resistor 18;

ρ - характеристическое сопротивление колебательного контура:ρ is the characteristic resistance of the oscillatory circuit:

Figure 00000010
Figure 00000010

где R=R1=R2.where R = R 1 = R 2 .

С помощью первого 8 и второго 9 источников тока задают режим работы первого 3, второго 4 и третьего 5 транзисторов на постоянном токе.Using the first 8 and second 9 current sources, the operating mode of the first 3, second 4 and third 5 transistors is set to direct current.

Claims (1)

Перестраиваемый RC-генератор, содержащий первые и вторые зажимы, первый, второй и третий транзисторы, первый резистор, первый вывод которого подключен к эмиттеру первого транзистора, второй резистор, включенный между эмиттером второго транзистора и эмиттером третьего транзистора, третий резистор, первый, второй и третий конденсаторы, при этом первый вывод третьего резистора подключен к эмиттеру первого транзистора, второй вывод третьего резистора подключен к первому выводу третьего конденсатора, второй вывод которого подключен к эмиттеру третьего транзистора, первые выводы первого и второго конденсаторов подключены к первым выводам первых и вторых зажимов соответственно, первый источник тока, первый вывод которого подключен к базе первого транзистора, коллектору третьего транзистора и первому выводу первых зажимов, второй источник тока, первый вывод которого подключен к коллектору первого транзистора, базе второго транзистора и первому выводу вторых зажимов, второй вывод второго источника тока и коллектор второго транзистора подключены к первой шине питания, второй вывод первого источника тока и второй вывод первого резистора подключены к второй шине питания, база третьего транзистора подключена к третьей шине питания, вторые выводы первых и вторых зажимов подключены к общей шине, отличающийся тем, что содержит первый и второй варикапы, четвертый и пятый резисторы, переменный резистор, при этом первые выводы первого варикапа и четвертого резистора подключены к второму выводу первого конденсатора, первые выводы второго варикапа и пятого резистора подключены к второму выводу второго конденсатора, вторые выводы четвертого и пятого резисторов подключены к среднему выводу переменного резистора, первый вывод переменного резистора подключен к первой шине питания, второй вывод переменного резистора и вторые выводы первого и второго варикапов подключены к общей шине.A tunable RC generator containing first and second terminals, first, second and third transistors, a first resistor, the first output of which is connected to the emitter of the first transistor, a second resistor connected between the emitter of the second transistor and the emitter of the third transistor, the third resistor, the first, second and third capacitors, while the first terminal of the third resistor is connected to the emitter of the first transistor, the second terminal of the third resistor is connected to the first terminal of the third capacitor, the second terminal of which is connected to the emitter ru of the third transistor, the first terminals of the first and second capacitors are connected to the first terminals of the first and second terminals, respectively, the first current source, the first terminal of which is connected to the base of the first transistor, the collector of the third transistor and the first terminal of the first terminals, the second current source, the first terminal of which is connected to the collector of the first transistor, the base of the second transistor and the first terminal of the second terminals, the second terminal of the second current source and the collector of the second transistor are connected to the first power bus, the second the output of the first current source and the second output of the first resistor are connected to the second power bus, the base of the third transistor is connected to the third power bus, the second conclusions of the first and second terminals are connected to a common bus, characterized in that it contains the first and second varicaps, the fourth and fifth resistors, a variable resistor, while the first terminals of the first varicap and the fourth resistor are connected to the second terminal of the first capacitor, the first terminals of the second varicap and the fifth resistor are connected to the second terminal of the second capacitor, torye terminals of the fourth and fifth resistors connected to the intermediate tap of the variable resistor, a first terminal of the variable resistor connected to the first power line, a second terminal of the variable resistor and the second terminals of the first and second varactors are connected to a common bus.
RU2019106841A 2019-03-11 2019-03-11 Tunable rc oscillator RU2705448C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106841A RU2705448C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Tunable rc oscillator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106841A RU2705448C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Tunable rc oscillator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705448C1 true RU2705448C1 (en) 2019-11-07

Family

ID=68500756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106841A RU2705448C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Tunable rc oscillator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2705448C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1261386A (en) * 1968-07-11 1972-01-26 Hasler Ag Sinusoidal wave generator
RU92583U1 (en) * 2009-11-03 2010-03-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" CONTROLLED AUTOGENERATOR
RU100864U1 (en) * 2010-05-25 2010-12-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" FREQUENCY CONTROLLED AUTOGENERATOR
WO2015158387A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Series-resonance oscillator
RU2666226C1 (en) * 2017-12-14 2018-09-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Rc-generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1261386A (en) * 1968-07-11 1972-01-26 Hasler Ag Sinusoidal wave generator
RU92583U1 (en) * 2009-11-03 2010-03-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" CONTROLLED AUTOGENERATOR
RU100864U1 (en) * 2010-05-25 2010-12-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" FREQUENCY CONTROLLED AUTOGENERATOR
WO2015158387A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Series-resonance oscillator
RU2666226C1 (en) * 2017-12-14 2018-09-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Rc-generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0185406B1 (en) Electrically controllable oscillator circuit and electrically controllable filter arrangement comprising said circuit
US6307442B1 (en) Enhanced LC filter with tunable Q
US3373379A (en) Crystal oscillator with temperature compensation
EP2255438B1 (en) Variable oscillator
US5982228A (en) Frequency tuning apparatus and method for continuous-time filters
EP1220440A2 (en) Apparatus and method for reducing phase noise in oscillator circuits
US20140167871A1 (en) Frequency tuning and step control of a digitally controlled oscillator
JPH0752838B2 (en) Integrated circuit
EP0905876A1 (en) Improvements in or relating to voltage controlled oscillators
JPS644364B2 (en)
RU2705448C1 (en) Tunable rc oscillator
US20080211593A1 (en) Oscillation circuit
US3582823A (en) Voltage controlled oscillator in which capacitive diodes become resistive during portions of each cycle
CN109831160B (en) Negative resistance type voltage-controlled oscillating circuit and voltage-controlled oscillator
KR20100096525A (en) Wideband digitally controlled oscillator and digital broadcast receiver thereof
KR100399166B1 (en) Adjustable resistance device with control circuit
RU2666226C1 (en) Rc-generator
US6812801B2 (en) Crystal oscillator circuit having capacitors for governing the resonant circuit
US20060208817A1 (en) Piezoelectric oscillator
JP2003510937A (en) Filter with minimized cutoff frequency variation
US6768388B2 (en) Voltage-controlled piezoelectric oscillator
US5444422A (en) Low phase noise high frequency integrated oscillator with minimum pins
RU2364019C2 (en) High-frequency generator of sine-wave oscillations
RU2743509C1 (en) Method of fine tuning to resonance frequency of inductor of device for magnetic action on living organisms
Kumar et al. Variable Transconductance Voltage Differencing Current Conveyor and its Application in Filter Design

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210312