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DE2038435A1 - Oszillator - Google Patents

Oszillator

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DE2038435A1
DE2038435A1 DE19702038435 DE2038435A DE2038435A1 DE 2038435 A1 DE2038435 A1 DE 2038435A1 DE 19702038435 DE19702038435 DE 19702038435 DE 2038435 A DE2038435 A DE 2038435A DE 2038435 A1 DE2038435 A1 DE 2038435A1
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DE
Germany
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transistor
base
oscillator according
differential amplifier
amplifier
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DE19702038435
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DE2038435C3 (de
DE2038435B2 (de
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Guenter Dr Rer Nat Leichter
Alois Neth
Klaus Dipl-Ing Nocon
Lothar Dipl-Ing Opitz
Josef Dipl-Ing Wasser
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Alcatel Lucent Deutschland AG
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Standard Elektrik Lorenz AG
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Publication date
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Publication of DE2038435B2 publication Critical patent/DE2038435B2/de
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03B5/36Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

  • Oszillator Die Erfindung bezieht sich auf einen Oszillator, bestehend aus einem Verstärker mit einem Mitkopplungsweg vom Verstärkerausgang auf den Verstärkereingang, bei dem im Mitkopplungsweg das frequenzbestimmende Glied und eine die Ausgangsamplitude durch Regeln der Mitkopplungsamplitude auf einem vorgegebenen Wert haltende Anordnung liegt.
  • Solche Anordnungen sind an sich seit langem bekannt. So beschreibt die amerikanische Patentschrift 2 163 40), korrespondierend zu der britischen Patentschrift 510 379 und der französischen Patentschrift 840 149, einen Oszillator, bei dem im Rückkopplungszweig das frequenzbestimmende Element und ein die Mitkopplungsamplitude einregelnder Kaltleiter in einer Brückenschaltung angeordnet ist. Als frequenzbestimmende Elemente sind hier L-C Schwingkreise bzw.
  • Schwingquarze vorgesehen. Die deutsche Patentschrift 976 447, korrespondierend zu der amerikanischen Patentschrift 2 268 872, der französischen Patentschrift 867 217 und der Schweizer Patentschrift 236 497, beschreibt nun einen R/C-Generator, bei dem die Mitkopplungsspannung und somit die Ausgangsamplitude dadurch auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird, daß außer dem Mitkopplungsweg, in dem sich als frequenzbestimmendes Element eine Wien-Robinson Brücke befindet, noch ein Gegenkopplungsweg mit einem Kaltleiter vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, daß die Differenz zwischen Mitkopplung und Gegenkopplung konstant bleibt. Durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 516 777 ist nun eine ältere Anmeldung bekannt geworden, in der ein Oszillator beschrieben ist, der aus einem Verstärker besteht, zwischen dessen Aus-und Eingang ein Gegenkopplungs- und ein Mitkopplungsweg angeordnet ist, wobei der Gegenkopplungsweg als frequenzbestimmendes Glied ein Doppel-T-R/C-Netzwerk aufweist, und der Mitkopplungsweg eine Transistorstufe enthält, die das Rückkopplungssignal zu einer Trapez- oder Rechteckfunktion begrenzen soll. Durch diese Maßnahme söll am Verstärkerausgang eine Sinusspannung konstanter Amplitude und geringen Klirrfaktors entstehen. Der prinzipielle Schaltungsaufbau stimmt dabei mit der Fig. 5 auf Seite 235 des Artikels von H. H. Scott in Proc. IRE Vol. 26 No. 2 (Febr. 1938) überein, mit der Ausnahme, daß der 180Q phasendrehende Übertrager bei Scott in der Jüngeren Anmeldung durch eine ebenfalls 1800 phasendrehende Transistorstufe in Emitterschaltung ersetzt ist. Auch hier hängt also die Ausgangsamplitude von dem Betrag der Differenz zwischen der frequenzunabhängigen Wechselstrommitkopplung und der frequen#abhängigen Wechselstromgegenkopplung ab. Zusätzlich wird zur Stabilisierung des Gleichstromarbeitspunktes der Trgn$1storen des VerstCrkers eine Gleichstrommitkopplung und gleich2Qitig 2in@ Gleichstromgegenkopplung über die auch für die Wechselstrommit- und Gegenkopplung verwendeten Wege eingesetzt, von denen wiederum ihre Differenz wirksam ist. Die Anordnung nach der DOS 1 516 777 weist, wie wohl obigen Ausführungen zu entnehmen ist, nur die gewünschte Wirkung auf, wenn in dem Phasenumkehrtransistor, entgegen der in der Offenlegungsschrift vertretenen Ansicht, keine Begrenzung, also keine Trapez- oder Rechteckbildung auftritt.
  • Die Firmendruckschrift der SGS Fairchild: "The application of linear microcircuits (1967) beschreibt auf Seite 120 einen quarzstabilisierten Oszillator, der mittels einer als integrierter Schaltkreis ausgebildeten Komparatorschaltung aufgebaut ist. Das Ausgangssignal wird über den Schwingquarz selektiv auf den nichtinvertierenden Eingang im Sinne einer Mitkopplung rückgeführt. Auf den invertierenden Eingang erfolgt vom Ausgang eine Gleichstromgegenkopplung. Da der verwendete Komparatorbaustein eine Begrenzungsschwelle aufweist, liefert auch die mit ihr aufgebaute Oszillatorschaltung an ihrem Ausgange eine Rechteckwelle. Untersuchungen dieser Schaltung zeigten, daß bei Speisespannungsschwankungen nicht nur Amplitudenschwankungen, sondern auch änderungen im Puls-Pausenverhältnis der Rechteckwelle auftreten.
  • Die vorliegende Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, eine Oszillatorschaltungsanordnung, mit der man bei Bedarf sowohl Sinus- als auch Rechteckwellen erzeugen kann, anzugeben.
  • Dabei soll unabhängig von Versorgungsspannungs- und Umgebungstemperaturschwankungen die Ausgangsamplitude und das Tastverhältnis der Rechteckwelle konstant bleiben.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Oszillator, bestehend aus einem Mi tkopplungs zweig vom Verstärkerausgang auf den Verstärkereingang, bei dem das frequenzbestimmende Element auf den Mitkopplungskreis einwirkt, eingesetzt und erfindungsgemäß die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß als Verstärker ein an sich bekannter Differenzverstärker verwendet wird, daß dabei der Basis des einen Transistors des Differenzverstärkers das Mitkopplungssignal zugeführt wird, daß ferner zusätzlich die Basis eines der beiden Transistoren durch ein aus dem Kollektorstrom eines Transistors durch Integration gewonnenes, dem mittleren Wert dieses Stromes analoges Gleichstromsignal im Sinne einer Gleichstromgegenkopplung gesteuert wird, daß dagegen die Basis des anderen Transistors eine feste Gleichvorspannung erhält.
  • Die vorliegende Erfindung soll nun an Hand der Figuren eingehend beschrieben werden.
  • Es zeigen dabei: Fig. la und b: die einfachsten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Oszillators, Fig. 2a und b: Modifikationen der Schaltungen nach Fig. la und b durch Einfügen einer Konstantstromspeisequellej Fig. 3a und b: Weitere Modifikationen der Schaltungen nach Fig. la und b durch Einzigen einer Koppelstufe im Wechselstrom-Mitkopplungs-und Gleichstrom-Gegenkopplungsweg, Fig. 4a und b: Modifikationen der Schaltungen nach Fig. la und b bei gleichzeitiger Verwendung der Maßnahmen nach Fig. 2a und b, sowie Fig. Da ... 4b, die gleichzeitig die Möglichkeiten zur Frequenzmodulation eines solchen Oszillators veranschaulichen, Fig. 5a und b: die Möglichkeiten einer BulslEngen-bzw. Amplitudenmodulation.
  • In Fig. la sind 1 und 2 die beiden Transistoren eines Differenzverstärkers, R1 und R2 ihre Kollektorarbeitswiderstände sowie R3 der gemeinsame Emitterwiderstand. Die Basis~ des Transistors 2 liegt am Abgriff eines über der Versorgungsspannung V5 liegenden Spannungsteilers aus den Widerständen R4 und R5 und erhält so eine feste Vorspannung. Die Basis des Transistors 1 liegt dagegen am Abgriff eines Spannungsteilers aus den Widerständen R7 und R6, der zwischen dem Kollektor des Transistors 1 und Masse liegt. Da der Kollektorwiderstand R1 durch einen Kondensator CJ überbrückt ist und so diese Anordnung einen Integrationskreis bildet, fällt an R1 eine Gleichspannung ab, die dem Mittelwert des Stromes durch den Transistor 1 entspricht. Die so gebildete Gleichstromgegenkopplung wirkt jeder änderung des Mittelwertes entgegen. Schließlich liegt zwischen Kollektor des Transistors 2 und Basis des Transistors 1 der Mitkopplungsweg in Form eines L-C Serienkreises, der die Schwingungsfrequenz des Oszillators bestimmt. Am Kollektor des Tranistors 2 wird das Ausgangssignal als Rechteckwelle abgenommen.
  • Der Strom durch den Transistor 2 wird durch die feste Vorspannung seiner Basis und den Wert des Widerstandes R5 im Sinne eines Konstantstromes bestimmt. Hierdurch bedingt, bleibt auch die Amplitude der am Kollektorwiderstand R2 abfallenden Rechteckwelle solange konstant, wie die Basisspannung des Transistors 2 konstant gehalten wird. Wenn also mit Schwankungen der Versorgungsspannung VS gerechnet werden muß, kann dieses in bekannter Weise dadurch geschehen, daß R5 durch eine Zenerdiode entsprechender Zenerspannung ersetzt wird.
  • Die Mitkopplung vom Kollektor des Transistors 2 auf die Basis des Transistors 1 wird so groß gewählt, daß eine rechteckförmige Durchsteuerung der beiden Transistoren 1 und 2 sichergestellt wird. Bei Anderungen der Versorgungsspannung oder Xnderungen der Transistorwerte über der Temperatur kann sich nun zwar nicht die Amplitude der Rechteckwelle verändern, jedoch ändert sich das Puls-Pausenverhältnis und damit das Verhältnis zwischen Grundwellen- und Oberwellenanteilen. Wenn dieses der Fall ist, ändert sich aber auch der Mittelwert des durch einen Transistor fließenden Stromes. Wird z.B. in der Ausgang rechteckwelle der Puls länger als die Pause, also Transistor 2 länger durchgeschaltet als gesperrt, ist beim Transistor 1 dieses umgekehrt, am Widerstande R1 des lntegrationsgliedes R1, Cj fällt weniger Spannung ab, die Basis des Transistors 1 wird positiver, wodurch eine Verkürzung des Pulses gegenüber der Pause in der Ausgangsrechteckwelle eintritt. Ist die Pause länger als der Puls, tritt der entgegengesetzte Vorgang auf. Hierdurch wird jeder Anderung des Tastverhältnisses in der Ausgangsrechteckwelle entgegengewirkt, wobei bei geeigneter Wahl des Spannungsteilerverhältnisses R7/R6 das Tastverhältnis 1 : 1, unabhängig von Versorgungsspannungsschwankungen und Temperaturänderungen> eingehalten wird.
  • Diese Regelung wird um so genauer, je mehr sich die Speisung des Transistors 1 ebenfalls einer Konstantstromspeisung nähert, je größer also wertmäßig der Widerstand R3 gewählt wird.
  • Fig. lb zeigt eine Modifikation der Schaltung nach Fig. la für den Fall, daß als Ausgangssignal keine Rechteckwelle, sondern eine Sinusspannung erwünscht ist. Anstatt des Kollektorwiderstandes R2 liegt ein L-C Parallelschwingkreis, der auf die gewünschte Schwingungsfrequenz abgestimmt ist.
  • Auf seiner Induktivität ist eine Auskopplungswioklung aufgebracht. Der Mitkopplungsweg besteht hier aus dem Widerstande R10, wobei der Kondensator C1 den Gleichstromweg unterbricht. Es kann aber auch auf die Spule L des Parallelresonanzkreises L, C eine weitere Auskoppelwicklung aufgebracht werden, der das Mitkopplungssignal entnommen und über einen Kondensator zur Gleichstromtrennung der Basis des Transistors 1 zugeführt werden. FUr die in der Figur angedeutete, am Kollektor des Transistors 1 ausgekoppelte-Redhteckwelle sei darauf hingewiesen, daß diese zwar das Tastverhältnis 1 : 1 aufweist, jedoch nur insoweit amplitudenkonstant ist, wie der Strom durch den Transistor 1 als Konstantstrom zu betrachten ist. Hierbei spielt es sowohl bei der Schaltungsanordnung nach Fig. la als auch bei der nach Fig. lb keine Rolle, ob Wechselstrommltkopplung und Gleichstromgegenkopplung auf die Basis des gleichen Transistors erfolgt oder ob eine auf die Basis des einen Transistors und die andere auf die des zweiten einwirkt.
  • Um dieses unter allen Bedingungen sicherstellen zu können, ist in den Schaltungsanordnungen der Fig. 2a und 2b der gemeinsame Emitterwiderstand R3 in an sich bekannter Weise durch eine Konstantstromquelle, bestehend aus dem Transistor 3 mit Emitterwiderstand Rlg, ersetzt. Dieser Transistor kann seine Basisvorspannung bei fester Versorgungsspannung VS über einen ohmschen Spannungsteiler (R4, R15, R25) erhalten (Fig. 2a), wenn mit versorgungsspannungsschwankungen zu rechnen ist, wird der Widerstand R25 dieses Spannungsteilers zweckmäßig durch eine Zenerdiode Z ersetzt (Fig. 2b).
  • In Fig. 3a bzw. 3b ist je eine weitere Modifikation der Schaltungen nach Fig. la bzw. lb dargestellt. Der Basis des Transistors 1 wird hier das Wechselstrommitkopplungs- wie auch das Gleichstromgegenkopplungssignal nicht direkt, sondern über eine Koppelstufe mit dem Transistor 4, der zu den beiden übrigen Transistoren (1, 2) entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp aufweist, zugeführt. Diese Koppelstufe arbeitet linear und weist in ihrem Arbeitsbereich keine Schwell- oder Begrenzungseigenschaften auf. In Fig. 3a erfolgt jetzt die Wechselstrommitkopplung mittels eines Serienkreises vom Kollektor des Transistors 2 auf den Emitter des Transistors 4, durch den keine weitere Phasendrehung erfolgt, während die Gleichstromgegenkopplung vom im Kollektorkreis des Transistors 2 liegenden Integrationsglied R9, CJ auf die Basis des Transistors 4 erfolgt, wobei in diesem Transistor die Tendenzumkehr stattfindet. Da in der Emitterstrecke des Transistors 4 ein Festwiderstand R8 liegt, wird der Gleichstrom durch den Transistor nur von dem Werte dieses Widerstandes und der Basisspannung des Transistors 4 bestimmt, dieser wirkt also als weitere Konstantstromquelle, wodurch die am Widerstande R6 abfallende Spannung, die an dem Transistor 1 als Basisvorspannung anliegt, nur noch von dem mittleren Strom durch den Transistor 2, der ja selbst als Konstantstromquelle wirkt, abhängt. Versorgungsspannungsänderungen gehen also nicht mehr ein. Bedingungen für den Wert von R3 wie bei den Anordnungen nach Fig. la und b bestehen hierdurch nicht mehr. Wenn Schwankungen der Versorgungsspannung zu erwarten sind, wird auch hier der Widerstand R5 durch eine Zenerdiode geeigneter Zenerspannung ersetzt.
  • Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3b unterscheidet sich von der nach Fig. 3a nur dadurch, daß zum Auskoppeln von Sinuswechselspannungen am Ausgang im Kollektorkreis des Transistors 1 ein Parallelresonanzkreis liegt, von dem mittels Auskoppelwicklungen sowohl das Ausgangssignal als auch die Wechselstrommitkopplung ausgekoppelt wird, wobei letztere Jetzt über einen Kondensator C1 zur Gleichstromtrennung am Emitter des Transistors 4 anliegt. Sonst gelten auch hier die zur Fig. da aufgeführten Gesichtspunkte.
  • Prinzipiell sind die Schaltungen nach Fig. 2 und 3 untereinander gleichwertig. Vorteile der Schaltungen nach Fig. 2 sind dabei, daß durch die Speisung des Differenzverstärkers aus einer Konstantstromquelle (Transistor 3, R13,...) die Gleichheit der Ströme in den beiden Transistoren 1 und 2 im Jeweils durchgeschalteten Zustande sicher gegeben und auch nicht durch Versorgungsspannungsschwankungen, Umgebung temperatur<inderungen oder Bauelementestreuungen zu beeinflussen ist. Gewisse Dimensionierungserschwernisse entstehen nur dadurch, daß der Spannungsteiler aus den Widerständen R6 und R7 den Strom durch den Widerstand R1 beeinflußt, so daß Rl < R6 + R7 gefordert werden muß. Das hat aber zur Folge, daß z.f3. in der Fig. 2a mit dem L-C Serienkreis die Parallel-Schaltung der Spannungsteilerwiderstände R6 Lind R7 wechselstrornmäßig in Reihe liegt und die Krelsgüte verringert.
  • Diese Dimensionierungsschwierigkeiten bestehen nun zwar bei den Schaltungsanordnungen nach Fig. 5 nicht. Wenn das Mltkopplungssignal in den Emitter des Transistors 4 eingekoppelt wird, so ist dieser Punkt bei der wechselstrornmäßig durch den Integrationskondensator C auf Masse liegenden Basis so niederohmig, daß die Güte von L-C Serienkreisen, ja selbst von Schwingquarzen, praktisch nicht beeinflußt wird. Da die Gleichspannungsgegenkopplung jetzt auf die Basis des Transistors 4 führt, wird der Strom im Widerstande Rt praktisch nicht mehr von der wertmäßigen Wahl, z.B. des Widerstandes R6, beeinflußt. Auf die Gleichheit der Ströme in beiden Transistoren 1 und 2 im jeweils durchgeschalteten Zustande machen sich jetzt allerdings Streuungen in den Werten der Bauelemente R8 und R6 insofern bemerkbar, als Widerstand Rd den Gleichstrom durch den Transistor 4 und Widerstand R6 die Basisvorspannung des Transistors 1 bestimmt.
  • Völlig vermieden werden diese Erscheinungen, wenn die e Maßnahmen der Schaltungen nach Fig. 2 und Fig. 3 kombiniert angewendet werden, woraus sich dann die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Schaltungsanordnungen ergeben. Wenn man hierbei von den Schaltungen nach Fig.- 5 ausgeht, so erfordert eine solche Kombination zwar den Mehraufwand eines Transistors.
  • Wenn man aber für die Realisierung dieser Schaltungen den Einsatz von integrierten Schaltkreisen berticksichtigt, so kann man feststellen, daß zwischen integrierten Differenzverstärkern mit und ohne Konstantstromquellentransistor (5) praktisch keine Preisunterschiede bestehen, so daß allein die durch eine solche Kombination erzielbaren technischen Verbesserungen gegenüber den Schaltungsanordnungen nach Fig. 2 bzw. Fig. 5 ins Gewicht fallen.
  • Eine ins einzelne gehende Beschreibung dieser Figuren ist dabei nicht notwendIg, da die einzelnen Merkmale bereits an ifand der Figuren 2 und 3 beschrieben wurden.
  • In Fig. 4a ist der L-C Serienkreis durchstimmbar. Deshalb ist im Kollektorkreis des Transistors 1 ein Tiefpaßfilter angeordnet, wenn dem Ausgang Sinusspannungen entnommen werden sollen.
  • Anstelle eines Tiefpaßfilters kann dem Widerstande R2 auch ein geeignet aufgebautes Bandpaßfilter parallelgeschaltet werden. Wenn dieses auf eine ungeradzahlige Oberwelle der Folgefrequenz ausgelegt wird, so kann dem Oszillator dann diese Oberwelle entnommen werden. Wenn dann durch geeignete Wahl des Widerstandes R6 dafür gesorgt wird, daß die erzeugte Rechteckwelle ein Puls-Pausenverhgltnls aufweist, bei dem dies. Oberwelle optimal aurtritt, kann der Wirkungsgrad verbessert werden. Eine solche Schaltung bietet für eine Reihe von AnwendungBfällen Vorteile.
  • Da die im Oszillator erzeugten Rechteckwellen mit dem Ta#tverh&1tnis 1 : 1 nur ungeradzahlige Harmonische enthalten, muß der durchstimmbare Frequenzbereich kleiner als 1 : 3 sein, damit die dritte Oberwelle der tiefsten Frequenz durch den flefpaß noch nicht durchgelassen wird. Wenn die Kapazit#t C ganz oder zum Teil durch eine Kapazitätadiode realisiert wird, läßt sich leicht eine Frequenzmodulation durchführen, wobei dann diese Schaltungsanordnung den Vorteil aufweist, daß keine zusätzliche Amplitudenmodulation auftritt.
  • Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 4b befindet sich im Kollektorkreis des Transistors 1 ein L-C Parallelresonanzkreis. Über Auskoppeiwicklungen ist sowohl das Ausgangssignal als auch das Mitkopplungssignal abgenommen. Im Mitkopplungsweg ist ein Schwingquarz Q angeordnet, dessen Serienresonanz die Schwingfrequenz bestimmt. Zum Erzielen einer Phasenmodulation bzw. einer Schmalbandfrequenzmodulation kann z.B.
  • in Reihe mit dem Schwingquarz eine Kapazität angeordnet sein, die ganz oder zum Teil durch eine Kapazitätdiöde realisiert ist. Aber auch andere vom Trimmen von Schwing quarzen her bekannte Mittel, wie Serienkreis in Reihe mit Schwingquarz, können eingesetzt werden, wenn die verwendeten Kapazitäten oder Induktivitäten in ihrem Wert durch ein Modulationssignal beeinflußt werden können. Der Parallelkreis im Ausgang ist stets ausreichend, da der Ziehbereich von Schwingquarzen immer klein gegenüber der Bandbreite eines Parallelkreises ist. Auch hier kann keine zusätzliche Amplitudenmodulation auftreten, wenn der ausgenutzte Durchlaßbereich des Parallelkreises für den Frequenzhubbereich als geradlinig zu betrachten ist. Hingewiesen soll darauf werden, daß Jetzt durch den Integrationskreis R1, Cj bzw. R9, Cj die hochfrequente Rechteckwelle innerhalb des Hubbereiches integriert werden muß.
  • Fig. 5a und b zeigen Beispiele für zwei weitere bei dem errindungsgemäßen Oszillator mit Vorteil anzuwendenden Modulationsarten. Beiden Schaltungen gemeinsam ist, daß das Integrationsglied Jetzt so ausgelegt sein muß, daß der Mittelwert des durch die Modulation als Pulsdauer bzw.
  • Pulshöhe sich ändernden Stromes in einem der Transistoren, z.B. 2> gebildet wird.
  • Fig. 5a zeigt dabei ein Beispiel für eine Pulslängeflmodulation. Das modulierende niederfrequente Signal liegt an der Basis des Transistors 2. Je nach Polarität und Momentanamplitude des Modulationssignales tritt eine Verlängerung bzw. Verkürzung der Puls dauer auf. Gegenüber dem Tastverhältnts 1/1 tritt eine Verlängerung oder Verkürzung der Pulsdauer symmetrisch an beiden Flanken auf.
  • Hierdurch verändert sich die Phasenlage der Grundschwingung also nicht. Der erfindungsgemäße Oszillator zeigt mithin bei einer Pulslängenmodulation weder eine zusätzliche Amplitudenmodulation der Rechteckwelle noch eine zusätzliche Phasenmodulation der Grundwelle.
  • Fig. 5b zei#gt nun ein Beispiel für eine Amplitudenmodulation.
  • Hier wird das Modulationssignal der Basis des Transistors 3 zugeführt und dadurch der Strom in den Transistoren 1 und 2 verändert, wodurch sich eine Amplitudenmodulation der im Kollektorkreis aufbtretenden Rechteckwelle bzw. der hieraus ausgesiebten Grundschwingung ergibt. Auch hier ergibt sich keine zusätzliche>Phasen- oder Frequenzmodulation der Schwingung.
  • Wie an Hand der Fig. 4 und 5 gezeigt wurde, weisen die erfindungsgemäßen Oszillatorschaltungen besonders bei der Modulation gegenüber den meisten bekannten Schaltungen erhebliche Vorteile auf. Hierzu kommt dabei die hohe Stabilität des Oszillators, da Stromversorgungsschwankungen und Umgebungstemperaturänderungen nicht auf das Ausgangssignal einwirken. Hierbei lassen sich mit den einfachen Schaltungen nach Fig 2 und ), wenn nicht allzu hohe Anforderungen gestellt werden, wenn z.B. eine Konstantspannungsquelle für die Gleichstromversorgung zur Verfügung steht, durchaus befriedigende Ergebnisse erzielen.
  • 10 Patent ansprüche 2 Bl. Zeichnungen, 5 Fig.

Claims (1)

  1. Patent ansprüche
    1. Oszillator, bestehend aus einem Verstärker und einem Mitkopplungszweig vom Verstärkerausgang auf den Verstärkereingang, bei dem das frequenzbestimmende Element auf den Mitkopplungsweg einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärker ein an sich bekannter Differenzverstärker verwendet wird, daß dabei das Mitkopplungssignal dem Kollektor eines Transistors des Differenzverstärkers mit Serienkreisverhalten entnommen und der Basis eines der Transistoren (1 bzw. 2) dieses Differenzverstärkers zugeführt wird, daß ferner zusätzlich die Basis eines der beiden Transistoren (1 oder 2) durch ein aus dem Kollektorstrom eines Transistors durch Integration gewonnenes, dem mittleren Wert dieses Stromes analoges Gleichstromsignal Sinne einer Gleichstromgegenkopplung gesteuert wird,#daß dagegen die Basis des anderen Transistors (2 oder eine feste Oleichvorspannung erhalt.
    2. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Differenzverßtärker ein ebenfalls an sich bekannter Differenzyerstärker mit Konstantstromspeisung durch Einfügen eines Transistors ( als gemeinsamen P:tflitt-erwiderstand der Transistoren (1, 2 verwendet wird; dessen Basis durch eine feste Gleichspannung rorgespannt ist.
    5. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Mit- und Gleichstromgegenkopplungsweg eine Koppelstufe eingefügt ist, daß dem Emitter des Transistors (4) dieser Koppelstufe das Mitkopplungssignal, der Basis dagegen das Gleichstromgegenkopplungssignal zugeführt wird, daß durch den Kollektorstrom dieses Transistors (4) die Basis eines Transistors (1, 2) des Differenzverstärkers' im Sinne einer Wechselatronnnitkopplung und einer Gleichstromgegenkopplung gesteuert wird.
    4. Oszillator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung der Maßnahmen nach Anspruch 2 und 3.
    5. Oszillator nach einem der Ansprüche 1 ... 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entnahme einer Sinusspannung als Ausgangssignal in den Kollektorkreis des das Ausgangseignal liefernden Transistors des Differenzverstärkers ein Parallelresonanzkreis, ein Bandpaß oder ein Tiefpaß eingefügt wird, dem die Grundwelle der Rechteckwelle entnommen wird.
    6. Oszillator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Bandpasses eine ungeradzahlige Oberwelle der Grundwelle der Rechteckwelle ausgesiebt wird, und daß durch Einstellen eines geeigneten Tastserhiltnisses der Rechteckwelle durch Wahl des Widerstandes 6 der Anteil dieser Oberwelle an der Rechteckwelle optimal gewalt wird.
    7. Oszillator nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen einer Frequenzmodulation des Ausgangssignales die Resonanz im Serienkreisverhalten des Mitkopplungsweges durch das Modulationssignal verändert wird.
    8. Oszillator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Resonanz des Serienkreisverhaltens durch Kapazitätsdioden erfolgt.
    9. Oszillator nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen einer Pulslängenmodulation der festen Gleichvorspannung des einen Transistors (2 oder 1) des Differenzverstärkers das Modulationssignal überlagert wird.
    10. Oszillator nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der festen Gleichspannung der Basis des Transistors ()) der Konstantstromspeisung das Modulationssignal überlagert wird.
    L e e r s e i t e
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DE2038435A DE2038435C3 (de) 1970-08-01 1970-08-01 Oszillator
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DE2038435A DE2038435C3 (de) 1970-08-01 1970-08-01 Oszillator

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DE2038435A1 true DE2038435A1 (de) 1972-02-10
DE2038435B2 DE2038435B2 (de) 1974-03-07
DE2038435C3 DE2038435C3 (de) 1978-12-07

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DE2038435A Expired DE2038435C3 (de) 1970-08-01 1970-08-01 Oszillator

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AU (1) AU451367B2 (de)
DE (1) DE2038435C3 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0051179A1 (de) * 1980-11-03 1982-05-12 Siemens Aktiengesellschaft Integrierbare-Oszillatorschaltung
EP0132749A3 (de) * 1983-07-22 1986-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Nachstimmbarer LC-Oszillator mit spannungsgesteuerter Reaktanz

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7502054A (nl) * 1975-02-21 1976-08-24 Philips Nv Klokpuls generator.
DE3041392C2 (de) * 1980-11-03 1984-08-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Oszillatorschaltung mit einer Mischstufe
DE19541929C2 (de) * 1995-11-10 2001-10-31 Atmel Germany Gmbh Integrierte Oszillatorschaltung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0051179A1 (de) * 1980-11-03 1982-05-12 Siemens Aktiengesellschaft Integrierbare-Oszillatorschaltung
EP0132749A3 (de) * 1983-07-22 1986-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Nachstimmbarer LC-Oszillator mit spannungsgesteuerter Reaktanz

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