DE2008902A1

DE2008902A1 - Amphtudenstabiler Sinus Oszillator

Info

Publication number: DE2008902A1
Application number: DE19702008902
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Dipl Ing Doman Haimut 7250 Leonberg Locher Johannes 7000 Stuttgart Adler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-02-26
Filing date: 1970-02-26
Publication date: 1971-09-09
Also published as: AT310249B; ES388617A1; SE357113B; DE2008902C3; GB1330715A; JPS4949258B1; CH518030A; BR7100568D0; FR2080767B3; DE2008902B2; US3701041A; FR2080767A7

Description

R. 9588
11.12.1969 Cl/Kin

Anlage-zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstr. 4 Amplitudenstabil·er Sinus-Oszillator

Die Erfindung bezieht sich auf einen amplitudenstabilen Oszillator der einen Reihenschwingkreis und einen die Schwingkreisdämpfung aufhebenden Verstärker enthält.

Bei den bekannten Oszillatoren ruft im allgemeinen eine Änderung der Schwingkreisgüte eine Amplitudenänderung des Schwingkreises hervor. Weitere Änderungen der Schwingungsamplituden können durch eingestreute Störungen oder sich ändernde parasitäre Kapazitäten entstehen. Insbesondere, wenn die Oszillatoren zur Speisung von induktiven Weggebern verwendet werden, sind kleinere Güteänderungen als Folge von Rückwirkungen der induktiven V/eggebern auf die Oszillatorgrößen unvermeidbar.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Oszillator zu schaffen, der besonders für induktive Y/eggeber geeignet ist und dessen Ausgangsamplitude nicht von den erwähnten Störgrößen beeinflußt wird. Darüberhinaus soll der Oszillator so stabil aufgebaut sein, daß er als Bauteil in der Kraftfahrzeugelektronik verwendet werden kann. Da die induktiven Weggeber dort als Meßwertgeber verwendet sind, hängt die Meßgenauigkeit entscheidend von den Eigenschaften des Oszillators ab.

Die Lösung der Aufgabe besteht bei einer Anordnung der eingangs genannten A.t erfindungsgemäß darin, daß der Oszillator als Clapp-Oszillator ausgebildet ist und einen Transistorverstärker enthält, der aus der Reihenschaltung zweier komplementären Schwingtransistoren (10,11) besteht, an deren miteinander verbundene Emitteranschlüsse die schwingkreisentdämpfende Energie abnehmbar ist und daß eine Regelgröße von der Höhe der Schwingung; amplitude abgeleitet ist, mit deren Hilfe die Arbeitspunkte der Schwingtransistoren (10,11) verschiebbar sind.

Die Verschiebung der Arbeitspunkte der Schwingtransistoren erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß deren Basisanschlüsse am Abgriffspunkt eines Basisspannungsteilers angeschlossen sind, der einen als Regeltransistor ausgebildeten veränderbaren Widerstand enthält, wobei dem Basisanschluß des Regeltransistors die Regelgröße zugeführt ist.

Eine sehr vorteiüiafte Anordnung ergibt sich dadurch, daß die Schwingkreisinduktivität gleichzeitig als Induktivität der Weggeber arbeitet.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgeinäßen Oszillators ergibt sich aus der Verwendung der beiden komplementären Schwingtransistoren anstelle eines einzigen

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Transistors. Bei einer nur einen Transistor aufweisenden Schaltung eines Gl.app-Oszillators wird der Kondensator, über den die Schwingkreisenergie eingespeist wird, über einen parallelgeschalteten Widerstand entladen. Dieser Widerstand wirkt als Emitterwiderstand. Bei der Aufladung des Kondensators verzweigt sich der Ladestrom und der durch den Einitterwiderstand fließende Teilstrom geht als Schwingkreiseinspeisung verloren. Die Oszillatorschaltung mit der Reihenschaltung der beiden komplementären Transistoren v/eist diesen Nachteil nicht auf, da während der Aufladung des Kondensators der diesem Kondensator parallelgeschaltete Schwingtransistor gesperrt ist. Die Stromaufnahme der Schaltung mit zwei Schwingtransistoren ist aus diesem Gr-und erheblich geringer, so daß auch die Rückwirkungen der von einem Versorgungsnetz aufgenommenen Stromimpulse auf weitere daran angeschlossene Verbraucher geringer sind. Die Maßnahmen zur Kompensation dieser Rückwirkungen sind demzufolge weniger aufwendig. Ein wesentlicher Vorteil eines Glapp-Oszillators anderen Oszillatortypen gegenüber besteht darin, daß die Höhe der Ausgangsamplitude nicht durch die Höhe der Versorgungsspannung begrenzt ist. Speist ein Clapp-Oszillator induktive Weggeber, so ergibt sich aufgrund der hohen Spannungsamplitude am Weggeber eine größere Heßgenauigkeit als bei der Verwendung von Oszillatoren, deren Ausgangsspannung durch die Höhe der Versorgungsspannung festliegt.

Da der erfindungsgemäße Oszillator eine echte Regelung der Amplitude, keine Kompensation von Störgrößen enthält, ist es nicht erforderlich, die Zuleitungen zu den Schwingkreisinduktivitäten abzuschirmen, da auch eingestreute Störungen ausgeregelt werden.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem nachstehend beschriebenen und in der

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Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, Die Figur zeigt einen in der Art eines Clapp-Oszillators aufgebauten Oszillator»

Per Oszillator enthält die Schwingtransistoren 10 und 111 die von komplementärem Leitungstyp sind. Der Kollektor des IiP|i~ Transistors 11 ist mit der Betriebsspannungsquelle <*-üb verbunden, sein Emitter ist an den Emitter des P|iP~Transietors 10 angeschlossen, dessen Kollektor an Masse geführt ist» Der Baeisspannungsteiler der Schwingtransistoren wird aus der Reihenschaltung eines Regeltransistors 12, eines Widerstandes IJ, zweier Dioden 14 und 15 und eines Widerstandes 16 gebildet, wobei der Emitter des Regeltransistors mit der Betriebsspannung squel Ie +Ub in Verbindung steht und der freie Anschluß des Widerstands 16 mit der Masse verbunden ist. Die Basis des Transistors 11 ist an die Anode der Diode 14 angeschlossen, deren Kathode an die Anode der Diode 15 angeschlossen ist; die Kathode der Diode 15 steht mit der Basis des Schwingtransistors 10 in Verbindung. Zwischen die Dioden 14 und 15 ist die Reihenschaltung aus Schwingkreiskapazität C₀und Schwingkreisinduktivität Lq angeschlossen. Die Induktivität L_Q ist dabei als »it einem Mittelabgriff 17 versehene Differentialdrossel ausgebildet und weist einen beweglichen Kern 18 auf, durch dessen Bewegung sich das Verhältnis der induktiven Widerstände der beiden Teilabschnitte der Schwingkreisinduktivität verändert» Ebenfalls zwischen die Dioden 14 und 15 ist die Reihenschaltung zweier Kondensatoren 19 und 20 angeschlossen, die einen kapazitiven Spannungsteiler bilden. Der Abgriff dieses kapazitiven Spannungsteilers ist über einen Widerstand 21 an die gemeinsamen Emitteranschlüsse der Schwingtransistoren 10 lind 11 angeschlossen. Zwischen dem Schwingkreiskondensator Oq und der Schwingkreisinduktivität Lq liegt ein aus den beiden Widerständen 22 und 23 gebildeter zur Masse führender Spannungsteiler. An seinem Abgriff zwischen den Widerständen 22 und 23

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An seinem Abgriff

zwischen den V/iderständen 22 und 23 ist eine Diode 24 mit ihrer Anode angeschlossen. Ihre Kathode liegt an einer Parallelschaltung aus einem Widerstand 25 und einem Kondensator 26, die beide an Masse geführt sind. An der Kathode der Diode 24 bzw. am Kondensator 26 entsteht die Regelspannung für den Regeltransistor 12; sie liegt unmittelbar an der Bassis des Regeltransistors 12.

Die beschriebene Anordnung arbeitet folgendermaßen: Der Oszillator ist aus den Schwingtransistoren 10 und 11, der Schwingkreiskapazität Cq, den Kapatzitäten 19 und 20 und der Schwingkreisinduktivität Lq aufgebaut. Die Ansteuerung der Schwingtransistoren erfolgt über die am Kondensator 19 entstehende Spannung, die über die Dioden 14 und 15 je nach Polarität auf die Basisanschlüsse der Schwingtrarisistoren 10 und11 übertragen wird. Von dem aus den Widerständen 22 und 23 gebildeten Spannungsteiler wird ein Teil der Schwingkreisamplitude abgegriffen, von der Diode 24 gleichgerichtet und durch die aus dem Widerstand 25 und dem Kondensator 26 gebildete RC-Schaltung geglätet. Mit der Wahl des Spannungsteilerverhältnisses kann dabei die Höhe der Ausgangsamplitude eingestellt werden; diesesVerhältnis stellt ein Maß für den Sollwert der Ausgangsamplitude dar. Die gleichgerichtete Amplituden-Spitzenspannung ergibt am Kondensator 26 eine gegenüber Masse positive Regelspannung, die mit größer werdender Schwingungsamplitude den Querstrom des Basisspannungsteilers für die beiden Schwingtransistören 10 und 11 verringert und demzufolge die Schwingungsamplitude über die Aussteuerung der im Gegentakt"arbeitenden Schwingtransistoren in stabilisierendem Sinne verkleinert. Über den kleinen Gegenkopplungswiderstand 21, der die Kurvenform der Ausgangsspannung des Oszillators verbessert, wird der Kondensator 20 aufgeladen und entladen und somit Energie in den Schwingkreis eingespeist.

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Der erfindungsgemäße Oszillator eignet sich selbstverständlich auf für andere Anwendungen als zur Speisung von induktiven Weggebern.

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Claims

2UO8902 Robert Bosch GmbH Ώ ürflfl m /Vm Stuttgart R· 9588 G1/Kin Ansprüche

1. Amplitudenstabiler Oszillator, der einen Reihenschwingkreis und einen die Schwingkreisdämpfung aufhebenden Verstärker enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator als Clapp-Oszillator ausgebildet ist und einen Transistorverstärker enthält, der aus der Reihenschaltung zweier komplementären Schwingtransistören (10,11) besteht, an deren miteinander verbundene Emitteranschlüsse die schwingkreisentdämpfende Energie abnehmbar ist und daß eine Regelgröße von der Höhe der Schwingungsamplitude abgeleitet ist, mit deren Hilfe die Arbeitspunkte der Schwingtransistoren (10,11) verschiebbar sind.

2. Oszillator nach Anspruch 1 zum Betreiben von induktiven Weggebern, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkreisinduktivität (L ) von der Induktivität des Weggebers gebildet wird.

3. Oszillator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisanschlüsse der Schwingtransistoren (10,11) an Abgriffspunkte eines Basisspannungsteilers angeschlossen sind, der einen als Regeltransistor (12) ausgebildeten veränderbaren Widerstand enthält, wobei dem Basisanschluß des Regeltransis1n?s (12) die Regelgröße zugeführt ist.

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Robert Bosch GmbH Stuttßart

4. Oszillator nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Basisanschlüsse der beiden Schwingtransistoren (10,11) die Reihenschaltung von mindestens zwei in Durchlaßrichtung betriebenen Dioden (14,15) gelegt ist.

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