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DE1018939B - Single-stage vibration generator - Google Patents

Single-stage vibration generator

Info

Publication number
DE1018939B
DE1018939B DES51737A DES0051737A DE1018939B DE 1018939 B DE1018939 B DE 1018939B DE S51737 A DES51737 A DE S51737A DE S0051737 A DES0051737 A DE S0051737A DE 1018939 B DE1018939 B DE 1018939B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit
frequency
series
vibration generator
change
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DES51737A
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Ing Walter Voigt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE
Original Assignee
Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE
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 Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE filed Critical Sueddeutsche Telefon Apparate Kabel und Drahtwerke AG TEKADE
Priority to DES51737A priority Critical patent/DE1018939B/en
Publication of DE1018939B publication Critical patent/DE1018939B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/1231—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device the amplifier comprising one or more bipolar transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
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    • H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
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    • H—ELECTRICITY
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    • H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/1296—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device the feedback circuit comprising a transformer

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen einstufigen Schwingungserzeuger mit Maßnahmen zur Erzielung einer von der Belastung unabhängigen Frequenz.The invention relates to a single-stage vibration generator with measures to achieve this a frequency independent of the load.

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.It is known that the frequency of single-stage vibrators does not remain constant when the the power taken from the oscillator changes. Such generators are therefore built in several stages, by separating the vibration and power stage, if necessary with the interposition a so-called buffer stage to generate a constant frequency that is independent of the load.

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.A circuit for a single-stage transmitter has also become known, in which the changes in the The frequency of the tuning circuit, which causes the coupling of a load circuit, is thereby balanced should be that the connection points of the tuning circuit are chosen so that the ohmic resistance undergoes the same change in both its inductive and capacitive branches. To this For this purpose, an auxiliary coil is provided in the resonant circuit, at the center of which is one connection of the circuit leads, while the other connection is placed in the middle of the voice coil, which is divided into two individual coils is. This circuit solves the problem of frequency changes caused by load changes to compensate, only imperfectly. Because a load change always means for a single-stage transmitter also a change in its current and feedback ratios, which is also known to be the affect generated frequency. Such frequency changes are made possible by the known circuit not compensated.

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.The invention now shows a way to achieve a far-reaching one even with a single-stage vibration generator To achieve independence of the frequency from the changing load. She achieves this in that instead of the usual single oscillation circuit, two circles are provided, whose natural frequencies are a small difference above or below the nominal frequency of the transmitter. These circles can either both be constructed as parallel circles and linked together by a real or complex resistance coupled with the load on. is removed from the circle that is not in Transmitter current flow is. Or the arrangement takes place in such a way that one circle is a parallel circle, the other one is constructed as a series circuit, both circuits are connected in series with alternating currents and the Power is taken from the parallel circuit.

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 SchwingungserzeugerThe degree of detuning between the two circles or the one in between The setpoint frequency depends on the one hand on the frequency error permitted when the load changes, on the other hand of data of the circuit, such as circular quality, reverse single-stage Vibration generator

Anmelder:Applicant:

Süddeutsche Telefon-Apparate-,South German telephone apparatus,

Kabel- und Drahtwerke A. G.,Cable and wire works A. G.,

Nürnberg, Allersberger Str. 185Nuremberg, Allersberger Str. 185

Dipl.-Ing. Walter Voigt, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Walter Voigt, Nuremberg,
has been named as the inventor

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.degree of coupling, gain factor of internal and external resistances. For transmitters for one frequency in the upper listening area, the circuit details of which are given in the examples below for example, the frequency deviations of the two circles were about + 7% from the target frequency, where the transmission frequency when the load changes from zero to full load (1.5 watts) according to the one Execution fluctuated by less than 0.7 per cent, after the other execution by less than 0.2 per cent. These Values are by no means indicative of the limits that can be achieved with the circuits according to the invention Frequency constancy. They were simply far below the conditions to be met by the development. By better adaptation of the variables influencing the frequency constancy, achieve even smaller frequency errors.

Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert:Details of the invention are described below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings explained:

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 Ri 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 LA des Übertragers C2 wird die Senderleistung an die veränderliche Last RA abgegeben. Die Schwingungen werden von einem Transistor Tr in Emitterschaltung erzeugt. Der Rückkopplungsweg führt über die Ankopplung LR und den Kondensator Cr. Die Widerstände R1 und R2 stellen in bekannter Weise die Betriebsdaten des Transistors ein, während R3 den Emitterstrom stabilisiert.Fig. 1 shows the case where two parallel circles are used. The circles are formed by the windings L 1 and L 2 and the capacitors C 1 , C 2 . Both circuits are coupled through the resistor R i , which is chosen not to be too high with regard to the power transmission and not too small with regard to the stabilizing property of the circuit. The transmitter power is delivered to the variable load R A via the secondary winding L A of the transformer C 2 . The oscillations are generated by a transistor Tr in a common emitter circuit. The feedback path leads via the coupling L R and the capacitor Cr. The resistors R 1 and R 2 set the operating data of the transistor in a known manner, while R 3 stabilizes the emitter current.

Abb. 2 gibt ein Beispiel für die andere Ausführungsmöglichkeit, bei der die beiden Kreise in Serie ge- Fig. 2 gives an example of the other option, in which the two circles are connected in series.

709 75S/295709 75S / 295

Claims (5)

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.are switched and one is designed as a parallel circuit, the other as a series circuit. The series circuit is represented by the switching elements L1, C1, the parallel circuit by the elements L2, C2. The power is given to the output from the parallel circuit via LA. The feedback takes place via the winding LR, which is inductively coupled to L2. The resistors R1 to R3 here serve the same purpose as in the first circuit described. The surprising stabilizing property of the circuits described can be explained roughly as follows: The two circles in Fig. 1, for example, are out of tune with the setpoint frequency, so that one, for example the first circuit L1, C1, is capacitive, the second circuit L2, C2 is inductive . These resulting inductance or capacitance values are the decisive, frequency-determining elements of the oscillator. For the transmitter, a change in load means a change in its current and feedback ratios, which causes a frequency change in the transmitter's usual circuit. In the circuit of the invention, however, the change in load also has an effect in that the resulting inductance of the second circuit also changes. Both changes can cancel each other out if the circuit is dimensioned accordingly. The same applies in the event that the second circuit is tuned not lower but rather higher than the setpoint frequency and the circuit is therefore capacitive. The first circle must then be inductive. A change in load now acts like a change in capacitance in the second circuit, which can be used for frequency stabilization in the same way as described above. Which of the two voting options should be selected depends on the properties of the vibrator. Ultimately, the decisive factor is whether the frequency of the oscillator z. B-. when the load increases or decreases. This consideration applies analogously to the other circuit variant. Compared to the circuit in Fig. 1, it has another advantage. that harmonics are very strongly suppressed by the series circle and thus the degree of harmonic distortion of the generated oscillation is lower than in the first case. The distortion factors determined for both circuits were, for example, about 2% against 0.5%. The series resonance circuit L1, C1 (Fig. 2) also forms an effective short-circuit for the operating frequency, so that the usually comparatively large bridging capacitor for the supply voltage is not required. The invention is not limited to the circuit examples given, but can also be applied to push-pull oscillation stages in a corresponding development. Instead of the transistors, electron tubes can of course also be used. 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.1. Single-stage vibration generator, characterized in that to achieve an extensive Independence of the frequency from the changing load two performance-related with each other coupled circuits are provided whose natural frequencies to a small difference about or below the nominal frequency of the transmitter. 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. 2. Single-stage vibration generator according to claim 1, characterized in that the two Circles built up as parallel circles and linked together by a real or complex resistance are coupled and the power is taken from the circuit that is not in the transmitter current. 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.3. Single-stage vibration generator according to claim 1, characterized in that the one Circle as a parallel circle, the other as a series circle, both circles alternating current are connected in series and the power is taken from the parallel circuit. 4. Einstufiger Schwingungserzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Serienkreis zusätzlich zur Verminderung des Klirrfaktors der erzeugten Frequenz dient.4. Single-stage vibration generator according to claim 3, characterized in that the series circuit is also used to reduce the distortion factor of the generated frequency. 5. Einstufiger Schwingungserzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Serienkreis zusätzlich die Funktion des üblicherweise vorgesehenen Überbrückungkondensators über die Speisespannung übernimmt.5. Single-stage vibration generator according to claim 3, characterized in that the series circuit in addition, the function of the bridging capacitor usually provided via the Supply voltage takes over. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 664 078; USA.-Patentschrift Nr. 1 819 469.References considered: British Patent No. 664 078; U.S. Patent No. 1,819,469. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 709 759/295 10.57© 709 759/295 10.57
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