DE1018939B

DE1018939B - Einstufiger Schwingungserzeuger

Info

Publication number: DE1018939B
Application number: DES51737A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Voigt
Original assignee: Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE
Current assignee: Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE
Priority date: 1956-12-24
Filing date: 1956-12-24
Publication date: 1957-11-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen einstufigen Schwingungserzeuger mit Maßnahmen zur Erzielung einer von der Belastung unabhängigen Frequenz.

Es ist bekannt, daß die Frequenz einstufiger Schwingungserzeuger nicht konstant bleibt, wenn die dem Oszillator entnommene Leistung sich ändert. Derartige Generatoren werden daher mehrstufig aufgebaut, um durch eine Trennung in Schwing- und Leistungsstufe, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer sogenannten Pufferstufe, eine von der Belastung unabhängige konstante Frequenz zu erzeugen.

Es ist auch eine Schaltung für einen einstufigen Sender bekanntgeworden, bei der die Änderungen der Scllfrequenz des Abstimmkreises, die die Ankopplung eiiws Lastkreises hervorruft, dadurch ausgeglichen werden sollen, daß die Anschlußpunkte des Abstimmkreises so gewählt sind, daß der ohmsche Widerstand sowohl seines induktiven als auch seines kapazitiven Zweiges eine gleiche Änderung erfährt. Zu diesem Zweck ist im Schwingkreis eine Hilfsspule vorgesehen, zu deren Mittelpunkt der eine Anschluß des Kreises führt, während der andere Anschluß an die Mitte der in zwei Einzelspulen aufgeteilten Schwingspule gelegt ist. Diese Schaltung löst die Aufgabe, durch Laständerungen hervorgerufene Frequenzänderungen auszugleichen, nur unvollkommen. Denn eine Laständerung bedeutet für einen einstufigen Sender stets auch eine Änderung seiner Strom- und Rückkopplungsverhältnisse, die bekanntlich ebenfalls die erzeugte Frequenz beeinflussen. Solche Frequenzänderungen werden durch die bekannte Schaltung nicht kompensiert.

Die Erfindung zeigt nun einen Weg, um auch bei einem einstufigen Schwingungserzeuger eine weitgehende Unabhängigkeit der Frequenz vor der sich ändernden Belastung zu erzielen. Sie erreicht dies dadurch, daß an Stelle des sonst üblichen einzigen Schwingungskreises zwei Kreise vorgesehen sind, deren Eigenfrequenzen um eine geringe Differenz über bzw. unter der Sollfrequenz des Senders liegen. Diese Kreise können entweder beide als Parallelkreise aufgebaut und miteinander durch einen reellen oder komplexen Widerstand gekoppelt sein, wobei die Belastung an. dem Kreis abgenommen wird, der nicht im Senderstromlauf liegt. Oder die Anordnung erfolgt so, daß der eine Kreis als Parallelkreis, der andere als Serienkreis· aufgebaut ist, beide Kreise wechselstrommäßig hintereinandergeschaltet sind und die Leistung dem Parallelkreis entnommen wird.

Der Grad der Verstimmung der beiden Kreise gegeneinander bzw. gegenüber der dazwischen liegenden Sollfrequenz hängt einerseits von dem bei Laständerung zugelassenen Frequenzfehler, andererseits von Daten der Schaltung, wie Kreisgüten, Rück-Einstufiger Schwingungserzeuger

Anmelder:

Süddeutsche Telefon-Apparate-,

Kabel- und Drahtwerke A. G.,

Nürnberg, Allersberger Str. 185

Dipl.-Ing. Walter Voigt, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

kopplungsgrad, Verstärkungsfaktor innerer und äußerer Widerstände ab. Bei Sendern für eine Frequenz im oberen Hörbereich, deren Schaltungseinzelheiten bei den Ausführangsbeispielen weiter unten gegeben werden, waren beispielsweise die Frequenzabweichungen der beiden Kreise etwa + 7% von der Sollfrequenz, wobei die Sendefrequenz bei Laständerung von Null- bis Voll-Last (1,5 Watt) nach der einen Ausführung um weniger als O,7°/oo, nach der anderen Ausführung um weniger als 0,2 %o schwankte. Diese Werte geben keineswegs einen Anhalt für die Grenze der mit den erfindungsgemäßen Schaltungen erreichbaren Frequenzkonstanz. Sie lagen lediglich weit unter den durch die Entwicklung zu erfüllenden Bedingungen. Durch bessere Anpassung der die Frequenzkonstanz beeinflussenden Größen lassen sich noch kleinere Frequenzfehler erreichen.

Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert:

Abb. 1 zeigt den Fall, bei dem zwei Parallelkreise verwendet sind. Die Kreise werden durch die Wicklungen L₁ und L₂ und die Kondensatoren C₁, C₂ gebildet. Beide Kreise sind durch den Widerstand R_i gekoppelt, der mit Rücksicht auf die Leistungsübertragung nicht zu hoch und mit Rücksicht auf die stabilisierende Eigenschaft der Schaltung nicht zu klein gewählt ist. Über die Sekundärwicklung L_A des Übertragers C₂ wird die Senderleistung an die veränderliche Last R_A abgegeben. Die Schwingungen werden von einem Transistor Tr in Emitterschaltung erzeugt. Der Rückkopplungsweg führt über die Ankopplung L_R und den Kondensator Cr. Die Widerstände R₁ und R₂ stellen in bekannter Weise die Betriebsdaten des Transistors ein, während R₃ den Emitterstrom stabilisiert.

Abb. 2 gibt ein Beispiel für die andere Ausführungsmöglichkeit, bei der die beiden Kreise in Serie ge-

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Claims

schaltet sind und der eine als Parallelkreis, der andere als Serienkreis ausgebildet ist. Der Serienkreis wird durch die Schaltelemente L1, C1, der Parallelkreis durch die Elemente L2, C2 dargestellt. Vom Parallelkreis wird über LA die Leistung an den Ausgang gegeben. Die Rückkopplung erfolgt über die Wicklung LR, die mit L2 induktiv gekoppelt ist. Die Widerstände R1 bis R3 erfüllen hier denselben Zweck wie in der beschriebenen ersten Schaltung. Die überraschende stabilisierende Eigenschaft der beschriebenen Schaltungen läßt sich etwa folgendermaßen erklären: Die beiden Kreise etwa der Abb. 1 sind voraussetzungsgemäß gegen die Sollfrequenz verstimmt, so daß der eine, beispielsweise der erste Kreis L1, C1 kapazitiv, der zweite Kreis L2, C2 induktiv ist. Diese resultierenden Induktivitäts- bzw. Kapazitätswerte sind die ausschlaggebenden, frequenzbestimmenden Elemente des Oszillators. Eine Laständerung bedeutet für den Sender eine Änderung seiner Strom- und Rückkopplungsverhältnisse, durch die beim Sender üblicher Schaltung eine Frequenzänderung hervorgerufen wird. Bei der Schaltung der Erfindung wirkt sich die Belastungsänderung· aber auch noch dadurch aus, daß sich die resultierende Induktivität des zweiten Kreises ebenfalls ändert. Beide Änderungen können bei entsprechender Bemessung der Schaltung sich aufheben. Entsprechendes gilt für den Fall, daß der zweite Kreis nicht tiefer, sondern höher als die Sollfrequenz abgestimmt und der Kreis damit kapazitiv ist. Der erste Kreis muß dann induktiv sein. Eine Laständerung wirkt nun wie eine Kapazitätsänderung im zweiten Kreis, die in gleicher Weise wie oben beschrieben zur Frequenzstabilisierung herangezogen werden kann. Welche der beiden Abstimmungsmög-Henkelten zu wählen ist, hängt von den Eigenschaften des Schwingungserzeugers ab. Maßgeblich ist letzten Endes, ob die Frequenz des Oszillators z. B-. bei Lasterhöhung steigt oder sinkt. Für die andere Schaltungsvariante gilt diese Überlegung sinngemäß. Sie weist gegenüber der Schaltung in der Abb. 1 noch den weiteren Vorteil auf. daß durch den Serienkreis Oberwellen sehr stark unterdrück werden und damit der Klirrgrad der erzeugten Schwingung geringer ist als im ersten Fall. Die für beide Schaltungen ermittelten Klirrfaktoren betrugen beispielsweise etwa 2% gegen 0,5%. Der Serienresonanzkreis L1, C1 (Abb. 2) bildet ferner einen wirksamen Kurzschluß für die Betriebsfrequenz, so daß der üblichenveise vorzusehende, meist \rergleichsweise große Überbrückungskondensator für die Speisespannung entfällt. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die angeführten Schaltungsbeispiele, sondern kann in entsprechender Weiterbildung auch auf Gegentaktschwingstufen angewendet werden. An Stelle der Transistoren können selbstverständlich auch Elektronenröhren Anwendung finden. PATKNTAN'srn Cr. riF.

1. Einstufiger Schwingungserzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer weitgehenden Unabhängigkeit der Frequenz von der sich ändernden Belastung zwei leistungsmäßig miteinander verkoppelte Kreise vorgesehen sind, deren Eigenfrequenzen, um eine geringe Differenz über bzw. unter der Sollfrequenz des Senders liegen.

2. Einstufiger Schwingungserzeuger nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kreise als Parallelkreise aufgebaut und miteinander durch einen reellen oder komplexen Widerstand gekoppelt sind und die Leistung an dem Kreis abgenommen wird, der nicht im Senderstrom lauf liegt.

3. Einstufiger Schwingungserzeuger nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der eine Kreis als Parallelkreis, der andere als Serienkreis ausgebildet ist, beide Kreise wechselstrommäßig hintereinandergeschaltet sind und die Leistung am Parallelkreis abgenommen wird.

4. Einstufiger Schwingungserzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Serienkreis zusätzlich zur Verminderung des Klirrfaktors der erzeugten Frequenz dient.

5. Einstufiger Schwingungserzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Serienkreis zusätzlich die Funktion des üblicherweise vorgesehenen Überbrückungkondensators über die Speisespannung übernimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 664 078; USA.-Patentschrift Nr. 1 819 469.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen