DE1942633C - Oszillator-Schaltungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mittels Einschalten der oder aufgehoben werden, daß dem Regelkondensator Betriebsspannung in Gang setzbare, insbesondere für beim Einschalten der Oszillatorschaltungsanordnung Ersatzschaltungszwecke vorgesehene Oszillator-Schal- sofort die seiner Sollspannung entsprechende Latungsanordnung, deren rückgekoppelter Verstärker dungsmenge zugeführt wird, ohne dazu die Oszillatorrelativ hohen Verstärkungsgrades einen zur Stabili- 5 ausgangsspannung heranzuziehen,
sierung der Frequenz vorgesehenen Schwingquarz Aus der USA.-Patentschrift 3 134 947 und der und eine die Oszillator-Ausgangsspannung stabili- französischen Patentschrift 1 241 409 sind Oszillatorsierende Regeleinrichtung enthält, mit einem von schaltungen bekannt, die bereits die Möglichkeit einer einer gleichgerichteten OsziUatorausgangsspannung solchen Aufladung des Regelkondensators (in der aufladbaren Kondensator relativ großer Kapazität, io Figur der USA.-Patentschrift mit 72 und in Fig. 1 welcher über einen lediglich den Kondensator ent- und 2der französischen Patentschrift mit 10 bezeichladenden Vergleichsstrompfad mit einer Sollspän- net) vorsehen;

nungsquelle zur Gewinnung einer den Verstärkungs- Die Verstärkungsregelung dieser Anordnungen argrad der Anordnung herabsetzenden Stellgröße ver- beitet jedoch mit einer Verschiebung der Arbeitsbunden ist, und wenigstens einem im Zuge des Ver- 15 punkte der aktiven Elemente. So wird z. B. in der stärkers vorgesehenen Parallelschwingkreis. Anordnung nach der USA.-Patentschrift der Arbeits-

Die Inbetriebnahme eines Ersatzgenerators bei punkt des Transistors 8 (vgl. Figur) in Sperrichtung gestörtem Betriebsgenerator in Trägerversorgungs- verschoben, wenn die OsziUatorausgangsspannung einrichtungen von Trägerfrequenzsystemen erfolgt einen durch die an der Diode 60 liegende Vorspanhäufig durch Umschalten der Betriebsspannung vom 20 nung bestimmten Sollspannungswert überschreitet, Betriebsgenerator auf den Ersatzgenerator. Wegen und ebenso in der Anordnung nach der französischen der erforderlichen Frequenzgenauigkeit werden in Patentschrift (vgl. z. B. Fig. 1) der Arbeitspunkt des solchen Trägerversorgungseinrichtungen als Gene- Transistors I, wenn dort die Ausgangswechselspanratoren meist Quarzoszillatoren verwendet. Infolge nung einen durch die am Widerstand 13 abfallende der relativ großen Anschwingzeitspanne, die ein as Spannung bestimmten Wert überschreitet.
Quarzoszillator vom Zeitpunkt des Anlegens der Die Verstärkungsregelung mit Hilfe einer Arbeits-Betriebsspannung bis zum Erreichen der Sollampli- punktverschiebung hat jedoch den Nachteil, daß an tude am Oszillatorausgang benötigt, kann es bei sich ein optimaler Arbeitspunkt nicht ständig beibeeinem derartigen Umschalten zu störenden Unter- halten werden kann.

brechungen von Trägerfrequenzverbindungen korn- 30 Aufgabe vorliegender Erfindung ist es demgegen-

men. über, eine Oszillator-Schaltungsanordnung der ein-

Bei einer Oszillatorschaltung, die einen Schwing- gangs genannten Art zu schaffen, bei der die Vorteile

quarz hoher Güte enthält, läßt sich aber die An- eines hohen Verstärkungsgrades und einer Verstär-

schwingzeitspanne z. B. durch eine Erhöhung des kungsregelung ohne deren Nachteile erhalten bleiben

Verstärkungsgrades der Schwingschaltung verkürzen. 35 und bei welcher jedoch eine Verschiebung der Ar-

Es ist dann eine entsprechende Begrenzung der beitspunkte der aktiven Elemente zum Zwecke der Oszillator-Ausgangsspannung erforderlich. Diese Verstärkungsregelung vermieden wird,
kann z. B. durch zwei antiparallelgeschaltete Dioden Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Oszillatorerfolgen. Dies ergäbe zwar nun eine rasch anschwin- Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung derart gende Oszillatorschaltung. Deren Ausgangsspannung 40 ausgebildet, daß im Vergleichsstrompfad ein mit zuwäre aber mit einem hohen Klirrfaktor behaftet, so nehmendem Strom seinen Innenwiderstand verrindaß zu dessen Reduzierung weitere Mittel vorgesehen gerndes nichtlineares Element angeordnet und dem werden müssen. Nachteile einer solchen Anordnung Schwingkreis wechselstrommäßig parallelgeschaltet sind daher der relativ hohe Aufwand und eine damit ist und daß der Kondensator zusätzlich über eine verbundene unerwünschte Erhöhung des Innenwider- 45 Diode, welche lediglich einen den Kondensator Standes der Oszillatorschaltung. ladenden Strom zuläßt, an die Sollspannungsquelle

Wird die Oszillator-Ausgangsspannung durch eine angeschlossen ist.

Regeleinrichtung stabilisiert, so werden dadurch zwar Die Verstärkungsregelung erfolgt also im Gegen-

die nichtlinearen Verzerrungen vermieden. Zwecks satz zu den bekannten Schaltungsanordnungen beim

ausreichender Glättung der gleichgerichteten Oszil- 50 Erfindungsgegenstand durch die mehr oder weniger

lator-Ausgangsspannung auch bei relativ niedrigen starke Bedämpfung eines im Zuge des rückgekoppel-

Oszillatorfrequcnzen, also zur Verhinderung von ten Verstärkers der Oszillatorschaltungsanordnung

Regclschwingungen, muß aber die Kapazität des in liegenden Schwingkreises, so daß der optimal einge-

der Regeleinrichtung enthaltenen Ladekondensators stellte Arbeitspunkt der Verstärkertransistoren durch

relativ groß bemessen werden. Dies hat aber zur 55 die Regelung nicht beeinflußt wird. Die Eigenart der

Folge, daß bei einem Einschalten der Betriebsspan- Ausbildung der erfindungsgemäßen Oszillatorschal-

nung zunächst die Oszillator-Ausgangsspannung den tungsanordnung stellt jedoch trotzdem die rasche

im Ruhezustand der Oszillator-Schaltungsanordnung Aufladung des Regelkondensators beim Einschalten

leeren I.adekondcnsator aufladen muß, wodurch die der Anordnung sicher, so daß die Anordnung unver-

durch eine Verslarkunpserhöhung an sich erreich- ^fi° züglich ihre Sollausgangswechselspannung abgeben

bare Verkürzung der Anschwingzeitspanne wieder kann,

verlorengeht. In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vor-

Die Anschwingzeit einer mit einer Ausgangsspan- gesehen, daß die Sollspannungsquelle von einer iri nungsregcliing versehenen Oszillntorschaltung ist im Serie mit einem ohmschen Widerstand an der Beallgemeinen um so größer, je größer die Zeitkon- ⁶5 triebsspannung liegenden Zcnerdiode gebildet ist, staute der Verstärkungsregelung bemessen ist. Der daß das nichtlineare Element eine zugleich die Strom-Einfluß der Regelzeitkonstanten auf die Anschwing- richtung im Strompfad bestimmende Diode ist, daß zeit kann jedoch unter anderem dadurch verringert der cingangsseitige Parallelschwingkreis mit einem

ersten Verstärkerelement induktiv gekoppelt ist, daß der eingangsseitige Schwingkreis über einen den Schwingquarz enthaltenden Rückkopplungspfad mit einem ausgangsseitigen Schwingkreis verbunden ist und daß in Serie zum Schwingquarz ein Dämpfungswiderstand geschaltet ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus einem nachfolgend an Hand von zwei Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiel. Dabei zeigt

F i g. L ein Schaltbild der Oszillator-Schaltungsanordnung und

F i g. 2 ein Oszillogramm des Anschwingverhaltens der in F i g. 1 dargestellten Schaltungsanordnung.

Im einzelnen ist F i g. 1 zu entnehmen, daß die Oszillator-Schaltungsanordnung zwei direkt gekoppelte Transistoren Ts 1 und Ts2 enthält, die über Widerstände R2, RS, R 6, Rl und Ä8 mit Betriebsspannungsklemmen 3, 4 verbunden sind. Kondensatoren (C 2, C 4 und CS dienen zur wechselstromrnäßigen Überbrückung dieser Widerstände. Eingangs- und ausgangsseitig ist je ein auf die Oszillatorirequenz abgestimmter Parallelschwingkreis C1, Ul; C 8, Ü2 vorgesehen, die über einen Rückkopplungspfad 5 miteinander verbunden sind. In den Rückkopplungspfad ist zur Stabilisierung der Frequenz des Oszillators ein Schwingquarz 6 eingefügt. Ein in Serie zu diesem Quarz in den Rückkopplungspfad geschalteter Widerstand A3 setzt die Güte des Quarzes etwas herab, wodurch die Anschwingzeit der Anordnung weiter verkürzt wird. Eine über eine Gehäusekapazität etwa auftretende unerwünschte Rückkopplung wird durch den Widerstand R 4 und die abstimmbare Kapazität C 3 kompensiert, die, in Serie geschaltet, den Rückkopplungspfad mit einer Sekundärwicklung des Eingangsübertragers Ü1 verbinden.

Zur Regelung der Oszillatorausgangsspannung ist an die Ausgangselektrode des Transistors Ts2 über einen Kondensator C 6 eine aus den Dioden Gr 4, Gr 5 bestehende Gleichrichteranordnung angeschlossen, die in Vcrdopplerschaltung die gleichgerichtete Oszillatorausgangsspannung einem Ladekondensator Cl zuführen. Parallel zu dem Ladekondensator C7 ist ein Entladewiderstand R 9 geschaltet. Der Kondensator Cl ist über einen Vergleichsstrompfad 7, der über eine Diode Gr2 und die Primärwicklung des Übertragers Ul verläuft, mit einer Sollspannungsquelle verbunden. Die Sollspannungsquelle besteht aus der Zenerdiode GrI, die in Serie mit einem Widerstand Kl an den Betriebsspannungsklemmen 3, 4 liegt. Die Diode Gr2 ist in der Weise in den Vergleichsstrompfad geschaltet, daß lediglich ein den Kondensator entladender Strom durch den Vergleichsstrompfad fließen kann. Die Sollspannungsquelle GrI ist jedoch über eine Diode Gr 3 zusätzlich über einen weiteren Strompfad 8 in der Weise mit dem Kondensator C 7 verbunden, daß die Sollspannungsquelle über diesen Strompfad einen Strom abpebcn kann, der den Kondensator Cl auflädt, wenn dessen Spannung geringer ist als die Spannung der Sollspannungsquelle.

Wird an die Klemmen 3, 4 der Schaltungsanordnung die Betriebsspannung angelegt, so beginnt die Oszillatorschaltung anzuschwingen, zugleich wird über den weiteren Strompfad 8 der Kondensator Cl annähernd sofort auf die Sollspannung aufgeladen, ohne daß dadurch die OszillatorschaltunR selbst in einer die Anschwingzeit verlängernden Weise belastet werden würde. Die Ladespannung am Kondensator Cl muß dann über die aus den Dioden Gr 4 und Gr 5 bestehende Gleichrichteranordnung lediglich um den Betrag der Diffusionsspannungen der beiden Dioden Gr 2, Gr3 erhöht werden, bevor die Regelung, also die Begrenzung der an den Ausgangsklemmen 9, 10 entnehmbaren Oszillatorausgangsspannung einsetzt. Übersteigt nämlich die an dem Kondensator C 7 liegende, der Oszillatorausgangsspannung proportio-· nale Gleichspannung die an der Zenerdiode Gr 1 abfallende Sollspannung, so beginnt über die Diode Gr2 ein den Kondensator Cl entladender Strom zu fließen. Damit bedämpft aber der Strompfad 7 den eingangsseitigen Parallelschwingkreis, dem er wechselstrommäßig parallel liegt, mehr oder weniger stark, bis sich schließlich eine Gleichgewichtslage einpendelt.

Bei der Erklärung der Wirkungsweise der dargestellten Schaltungsanordnung wurde davon ausgegangen, daß etwa durch die Kondensatoren C 2, C 4

«ο und CS verursachte Ladezeitkonstanten, die sich beim Einschalten der Betriebsspannung bemerkbar machen könnten, vernachlässigt werden können.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Oszillogramm verläuft die Zeitachse in Abszissenrichtung. Die mit 12

as bezeichnete Linie der Betriebsspannung springt zu einem Zeitpunkt 11, dem Einschaltzeitpunkt vom Wert null auf ihren Sollwert. Die Oszillatorausgangsspannung, im Oszillogramm mit 13 bezeichnet, wird während einer Zeitspanne 14 von der Regeleinrichtung nicht belastet, weil der Ladekondensator Cl über die Diode Gr3 aufgeladen wird. Erst nach Ablauf dieser Zeitspanne lädt sie über die Gleichrichteranordnung Gr 4, GrS den Kondensator C 7 (vgl. dazu Fig. 1) noch zusätzlich so weit auf, bis die Regelung einsetzt (Zeitspanne 15).

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Mittels Einschalten der Betriebsspannung in Gang setzbare, insbesondere für Ersatzschaltungszwecke vorgesehene Oszillator-Schaltungsanordnung, deren rückgekoppelter Verstärker relativ hohen Verstärkungsgrades, einen zur Stabilisierung der Frequenz vorgesehenen Schwingquarz und eine die Oszillator-Ausgangsspannung stabilisierende Regeleinrichtung enthält, mit einem von einer gleichgerichteten Oszillator-Ausgangsspannung aufladbaren Kondensator relativ großer Kapiizität, welcher über einen lediglich den Kondensator entladenden Vergleichsstrompfad mit einer Sollspannungsquelle zur Gewinnung einer den Verstärkungsgrad der Anordnung herabsetzenden Stellgröße verbunden ist und wenigstens einem im Zuge des Verstärktes vorgesehenen Parallelschwingkrcis, dadurch gekenn -

zeichnet, daß im Vergleichsstrompfad ein mit zunehmendem Strom seinen Innenwiderstand verringerndes nichtlincarcs Element angeordnet und dem Schwingkreis wechsclstrommäßig parallclgeschaltet ist und daß der Kondensator zusätzlich über eine Diode, welche lediglich einen den Kondensator ladenden Strom zulaßt, an die Sollspanmmgsquelle angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollspamumgsquelle von einer in Serie mit einem ohmschen Widerstand an der Betriebsspannung liegenden Zenerdiode gebildet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1

oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Element eine zugleich die Stromrichtung im Strompfad bestimmende Diode ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der cingangsscitige Parallelschwingkreis mit einem ersten Vcrslärkerelement induktiv gekoppelt ist.

5. Schallungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eingangsseitige Schwingkreis über einen den Schwingquarz enthaltenden Rückkopplungspfad mit einem ausgangsseitigen Schwingkreis verbunden ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zum Schwingquarz ein Dämpfungswiderstand geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

249C