DE2003656A1 - Transistor oscillator for a large frequency range with constant amplitude - Google Patents

Description

Transistoroszillator für einen großen Frequenzbereich mit konstanter Amplitude Beim Bau eines Sinusoszillators für einen großen Frequenzbereich, z.-B. bei einem Tonfrequenzoszillator, tritt die Schwierigkeit auf, daß die Amplitude und die Kurvenform der Oszillatorschwingungen nicht über den ganzen Frequenzbereich konstant bleiben. Transistor oscillator for a wide frequency range with constant Amplitude When building a sine wave oscillator for a large frequency range, e.g. in the case of an audio frequency oscillator, the problem arises that the amplitude and the waveform of the oscillator oscillations not over the entire frequency range stay constant.

Die Forderung nach einer konstanten sinusförmigen Spannung wird zum Beispiel bei Sendern für Fernsteuerungen und für Personenrufanlagen, insbesondere für Taschengeräte mit selektivem Ruf gestellt.The requirement for a constant sinusoidal voltage becomes Example for transmitters for remote controls and for paging systems, in particular for pocket devices with selective call.

Die Ursache für den Amplitudengang der für diese Zwecke üblichen Oszillatoren liegt darin, daß die verlangte Frequenzveränderung durch die Verstimmung des frequenzbestimmenden Schwingkreises des Oszillators vorgenommen wird. Dadurch ändert sich der Resonanzwiderstand des Schwingkreises und folglich auch die Amplitude der Oszillatorschwingung.The reason for the amplitude response of the oscillators used for this purpose lies in the fact that the required frequency change by detuning the frequency-determining The resonant circuit of the oscillator is made. This changes the resonance resistance of the resonant circuit and consequently also the amplitude of the oscillator oscillation.

Eine bekannte Oszillatorschaltung (Pitsch, Lehrbuch der Funkempfangstechnik, 4. Aufl. Band I, Seite 405, Abb. 347) schränkt die Wirkung der Änderung des Resonanzwiderstandes dadurch ein, daß parallel zu dem Schwingkreis ein niederohmiger Widerstand liegt. Da man diesen Paralleiwiderstand nicht beliebig klein wählen darf, beschränkt sich die erreichte Amplitudenkonstanz auf einen kleinen Frequenzbereich.A well-known oscillator circuit (Pitsch, textbook on radio reception technology, 4th edition, Volume I, page 405, Fig. 347) limits the effect of the change in resonance resistance in that there is a low resistance parallel to the resonant circuit. Since this parallel resistance cannot be chosen to be arbitrarily small, it is limited the achieved amplitude constancy to a small frequency range.

Bei einer anderen bekannten Oszillatorschaltung (Pitsch, Lehrbuch der Funkempfangstechnik, Seite 406, Abb. 347a) wird zur Konstanthaltung der Oszillatoramplitude eine gemischte induktiv-kapazittve RUckkopplung verwendet. Auch diese Maßnahme wirkt nur in einem kleinen Frequenzbereich. In another known oscillator circuit (Pitsch, textbook radio reception technology, page 406, Fig. 347a) is used to keep the oscillator amplitude constant a mixed inductive-capacitive feedback is used. This measure also works only in a small frequency range.

Es ist weiter bekannt (DAS 1 067 082), bei einem Transistoroszillator die Basisspannung des Ossillatortransistors aus der Schwingungsamplitude durch Gleichrichtung abzuleiten. Die dadurch bewirkte selbsttätige Regelung der Schwingungsamplitude .ist nur in einem kleinen Frequenzbereich wirksam und für die Anwendung in einem Oszillator für einen Frequenzbereich von über 1 t 5 nicht ausreichend.It is also known (DAS 1 067 082) for a transistor oscillator the base voltage of the ossillator transistor from the oscillation amplitude through rectification derive. The resulting automatic regulation of the oscillation amplitude .is only effective in a small frequency range and for use in one Oscillator not sufficient for a frequency range of over 1 t 5.

Ebenfalls nur in einem kleinen Frequenzbereich bleibt die Schwingungsamplitude bei einem bekannten Transistoroszillator (DAS 1 235 382) konstant, dessen Schwingungsarplitude durch einen wechselstrommäßig parallel zum aitttrwiderstand des Oszillatortransistors geschalteten und dadurch gegenkoppelnden Hilfstransistor, dessen Basisvorspannung durch Gleichrichtung der Oszillatorspannung gewonnen wird, unabhängig von Änderungen der Temperatur und der Betriebsspannung gehalten wird.The oscillation amplitude also only remains in a small frequency range with a known transistor oscillator (DAS 1 235 382) constant, its oscillation amplitude by an alternating current parallel to the output resistor of the oscillator transistor switched and thus negative feedback auxiliary transistor, its base bias is obtained by rectifying the oscillator voltage, regardless of changes the temperature and the operating voltage is maintained.

Bei einer stufenweisen Veränderung der Frequenz könnte man daran denken, den Frequenzbereich mit sinusförmiger Kurvenform dadurch zu vergrdßérn, daß man die JtUckkopplung des Oszillators über zusätzliche Schaltmittel, insbesondere eine weitere Schalterebene im Sinne einer Erhaltung einer sinusförmigen Kurvenform umschaltet. Dies würde aber einen zusätzlichen Aufwand an Schaltern, Gewicht und Raumbedarf erfordern, der zus Beispiel bei Taschengeriten für Personenrufanlagen mit selektiver Ruf nicht tragbar ist.With a gradual change in frequency one could think of to enlarge the frequency range with a sinusoidal waveform by the JtUckkopplung the oscillator via additional switching means, in particular a switches another switch level in the sense of maintaining a sinusoidal curve shape. However, this would require additional switches, weight and space require the additional example of pocket equipment for paging systems with selective Reputation is unsustainable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die sinusförmige Schwingungsamplitude in einem großen Frequenzbereich von z.B. The invention is based on the object of the sinusoidal oscillation amplitude in a wide frequency range of e.g.

1 : 5 und mehr ohne zusätzliche Umschaltmittel konstant zu halten. Die Erfindung geht von einem Transistoroszillator uus, bei dem die Oszillatoramplitude durch selbsttätige Regelung mit einer durch Gleichrichtung der Oszillatorspannung gewonnenen Regelspannung geregelt wird und bei dem der Rückkopplungszweig für die Schwingungserzeugung bei allen Frequenzen unverändert bleibt. Die Erfindung ist durch die Anwendung der folgenden zwei Merkmale gekennzeichnet: a) Die Regelspannung dient zur Steuerung eines in der Emitterleitung des Oszillatortransistors liegenden Hilfstransistors, der gleich- und wechselstrommäßig eine geregelte Stromgegenkopplung auf den Oszillatortransistor ausübt.To keep 1: 5 and more constant without additional switching means. The invention is based on a transistor oscillator in which the oscillator amplitude through automatic regulation with a rectification of the oscillator voltage obtained control voltage is regulated and in which the feedback path for the Vibration generation at all frequencies remains unchanged. The invention is characterized by the application of the following two features: a) The control voltage is used to control one located in the emitter line of the oscillator transistor Auxiliary transistor that provides a regulated negative current feedback in terms of direct and alternating currents exerts on the oscillator transistor.

b) Die Schaltung zur Erzeugung der Regelspannung ist derart frequenzabhängig ausgebJldes, daß die Regelwirkung bei tiefen Frequenzen geringer als bei hohen Frequenzen ist.b) The circuit for generating the control voltage is so frequency-dependent developed that the control effect at low frequencies is less than at high frequencies is.

Die Frequenzabhängigkeit der Regelwirkung wird vorteilhaft dadurch erzielt, daß die Oszillatorwechselspannung über die Reihenschaltung eines Kondensators und eines Ohmschen Widerstandes zum Gleichrichter geführt ist und daß das Verhältnis des kapazitiven Widerstandes des Kondensators zum Widerstandswert des Ohmschen Widerstandes so bemessen ist, daß sich die genannte Frequenzabhängigkeit ergibt.The frequency dependence of the control effect is thereby advantageous achieved that the oscillator AC voltage through the series connection of a capacitor and an ohmic resistor is fed to the rectifier and that the ratio the capacitive resistance of the capacitor to the resistance value of the ohmic resistance is dimensioned so that the frequency dependence mentioned results.

Es ist zwar bei Verstärkern bekannt (DBP 1 071 136), einen Hilfstransistor in der Emitterleitung eines Verstärkertransistors zur Gegenkopplung für Gleich- und Wechselstrom zu benutzen, jedoch dient diese Maßnahme dort nur für die Steuerung der Verstärkung und nicht für die Konstanthaltung der frequenzabhängigen Schwingungsamplitude eines Oszillators. Außerdem würde diese Maßnahme allein nicht zum Ziel führen.It is known in amplifiers (DBP 1 071 136), an auxiliary transistor in the emitter line of an amplifier transistor for negative feedback for DC and alternating current, but this measure is only used for control purposes the amplification and not for keeping the frequency-dependent oscillation amplitude constant an oscillator. Moreover, this measure alone would not achieve the goal.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Fig. 1 zeigt die Schaltung eines Transistoroszillators in Dreipunktschaltung mit umschaltbarer Frequenz, und Fig. 2 zeigt eine andere Ausbildung des frequenzbestimmenden Schwingkreises des Transistoroszillators nach Fig. 1.Fig. 1 shows the circuit of a transistor oscillator in a three-point connection with switchable frequency, and Fig. 2 shows another embodiment of the frequency-determining Resonant circuit of the transistor oscillator according to FIG. 1.

Der Oszillator in Fig. 1 wird durch den Oszillatortransistor T1, dessen Arbeitspunkt von dem Spannungsteiler aus den Widerständen R3 und R4 festgelegt wird, und dem in Drelpunktschaltung betriebenen Schwingkreis aus dem Kondensator C3 und der Spule L1, deren verschiedene Anzapfungen über den Wahlschalter S1 mit dem Kondensator C3 zusammengeschaltet werden können, gebildet, Die Oszillatorschwingung wird über den Kondensator C4 an den Ausgang geführt.The oscillator in Fig. 1 is through the oscillator transistor T1, whose The operating point is determined by the voltage divider from the resistors R3 and R4, and the oscillating circuit made up of the capacitor C3 and, operated in three-point circuit the coil L1, its various taps via the selector switch S1 with the capacitor C3 can be interconnected, formed, the oscillator oscillation is over the capacitor C4 led to the output.

Der Hilfstransistor T2 liegt mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke in der Emitterleitung des Oszillatortransistors T1. Der Spannungsteiler aus den Widerständen R1 und R2 gibt der Basis des Hilfstransistors T2 eine Anfangs-Vorspannung. Er liegt in Reihe mit dem Kondensator C1, dem die Regelspannung zugeführt wird, die dadurch erzeugt wird, daß ein Teil der Oszillatorschwingung über die frequenzabhängige Reihenschaltung aus dem Kondensator C2 und dem Widerstand R5 geführt wird und an den Dioden D1 und D2 gleichgerichtet wird. Bei tiefen Frequenzen, bei denen der Resonanzwiderstand niedrig und dementsprechend die Oszillatoramplitude niedrig ist, wird eine kleinere Regelspannung erzeugt und deshalb die Oszillatoramplitude weniger heruntergeregelt.The auxiliary transistor T2 is located with its collector-emitter path in the emitter line of the oscillator transistor T1. The voltage divider from the Resistors R1 and R2 give the base of the auxiliary transistor T2 an initial bias. It is in series with the capacitor C1, which is supplied with the control voltage, which is generated by the fact that part of the oscillator oscillation over the frequency-dependent Series connection of the capacitor C2 and the resistor R5 is performed and on the diodes D1 and D2 is rectified. At low frequencies where the Resonance resistance is low and accordingly the oscillator amplitude is low, a smaller control voltage is generated and therefore the oscillator amplitude is less turned down.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausbildung des Schwingkreises aus Fig. 1 dargestellt. Der Kondensator C3 der Fig. 1 wird sinngemäß durch eine Anzahl von Kondensatoren C8 ersetzt, die über den Wahlschalter S1 parallel zur Spule L1 geschaltet werden können, wobei die Spule L1 in der Fig. 2 nur eine Anzapfung besitzt, die für die Dreipunktschaltung erforderlich ist.FIG. 2 shows a further embodiment of the resonant circuit from FIG. 1 shown. The capacitor C3 of FIG. 1 is correspondingly represented by a number of Replaces capacitors C8, which are connected in parallel to coil L1 via selector switch S1 can be the coil L1 in FIG. 2 only having one tap which is required for the three-point circuit.

Bei einer praktischen Erprobung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 wurde im Tonfrequenzbereich bei einer Frequenzveränderung von 1 : 25 eine Amplitudenkonstanz von # 0,5 dB erreicht.In a practical test of the embodiment according to Fig. 1 became an amplitude constancy in the audio frequency range with a frequency change of 1:25 of # 0.5 dB achieved.

Claims (2)

P a t e n t a n s p r ü c h eP a t e n t a n s p r ü c h e 1. Transistor-Sinusoszillator für einen großen Frequenzbereich, z.B. 1 : 5 dder mehr, insbesondere Tonfrequenzoszillator, mit Konstanthaltung der Oszillatoramplitude und der Kurvenform durch selbsttätige Regelung mit einer durch Gleichrichten der Oszillatorspannung gewonnenen Regelspannung, bei dem der Rückkopplungszweig für die Schwingungser2egung bei allen Frequenzen unverändert bleibt, gekennzeichnet durch die Anwendung der beiden folgenden Merkmales a) Die Regelspannung dient zur Steuerung eines in der Dmitterleitung des Oszillatortransistors liegenden Hilfstransistors, der gleich- und wechselstrommäßig eine geregelte Stromgegenkopplung auf den Oszillatortransistor ausübt b) Die Schaltung zur Erzeugung der Regelspannung st derart frequenzabhängig ausgebildet, daß die Regeiwirkung bei tiefen Frequenzen geringer als bei hohen Frequenzen ist.1. Transistor sine wave oscillator for a wide frequency range, e.g. 1: 5 dder more, especially audio frequency oscillator, with keeping the oscillator amplitude constant and the curve shape by automatic control with one by rectifying the Oscillator voltage obtained control voltage, in which the feedback path for the vibration generation remains unchanged at all frequencies by using the following two features a) The control voltage is used for Control of an auxiliary transistor located in the line of the oscillator transistor, the direct and alternating current a regulated negative current feedback to the oscillator transistor exercises b) The circuit for generating the control voltage st is so frequency-dependent formed that the control effect at low frequencies is less than at high frequencies is. 2. Transistoroszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzabhängigkeit der Regelwirkung dadurch ersielt wird, daß die Oszillatorwechselspannung über die Reihenschaltung eines Kondensators und eines Ohmschen Widerstandes zum Gleichrichter geführt ist und daß das Verhältnis des kapazitiven Widerstandes des Kondensators zum Widerstandswett des Ohmschen Widerstandes so bemessen ist, daß sich die erfötderlihe Frequenzabhängigkeit ergibt. 2. Transistor oscillator according to claim 1, characterized in that that the frequency dependence of the control effect is achieved by the oscillator alternating voltage Via the series connection of a capacitor and an ohmic resistor to the Rectifier is performed and that the ratio of the capacitive resistance of the Capacitor to the resistance bet of the ohmic resistance is dimensioned so that the required frequency dependency results.