DE2364187B2 - Gesteuerter oszillator - Google Patents
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Description
Derartige Oszillatoren werden in automatischen Phasen- und Frequenzsteuersystemen benutzt in denen
die Oszillatorfrequenz bei nicht vorhandenem Korrektursignal durch die Steuerschaltung nicht beeinflußt
werden soll, d. h. es handelt sich um solche gesteuerten Oszillatoren, die als Zeilenoszillatoren in Fernsehwiedergabegeräten
verwendet werden.
Gesteuerte Oszillatoren nach Art einer Reaktanz-Schaltung, bei denen ein von den Spannungssignalen in
einem Oszillator-Schwingkreis abhängende, um 90° phasenverschobener Strom dem Oszillatorschwingkreis
in einer einstellbaren Stärke wieder zugeführt wird, um die Abstimmung des Oszillators zu steuern, sind seit
langem bekannt. Für gesteuerte Oszillatoren, bei denen die Oszillatorfrequenz durch eine Steuereinrichtung
unbeeinflußt bleibt, wenn ein mit dem Oszillator verbundenes automatisches Phasen- und Frequenz-Steuersystem
anzeigt, daß keine Frequenzkorrektur vorgenommen werden muß, können vorabgestimmte
Schwingkreis-Schaltungsteile verwendet werden. Beispielsweise beschreibt die US-PS 36 36 475 eine
Steuereinrichtung mit entgegengesetzt einstellbaren Stromteilern, die jeweils voreilende und nacheilende
Ströme dem Schwingkreis eines Oszillators zuführen, um dessen Frequenz zu steuern.
Ausgehend von dieser bekannten Schaltung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Schwierigkeiten
zu vermeiden, die bei der Anpassung der einander entsprechenden Schaltungsteiie. wie öeispfeis-
weise bei den Schaltungsteilen zum Bereitstellen von Blindströmen, welche von den Strömen im Schwingkreis
abhängen, und bei den Stromteilern auftreten, so daß sich beispielsweise infolge von Temperaturänderungen
auftretende Schwankungen, welche die Eigen-
schäften der Schaltungskomponenten ändern können,
nicht auf den Schaltkreis auswirken und somit an den Schwingkreis kein Blindstrom angelegt wird, wenn die
Steuerspannung einen mittleren, dem richtigen Synchronzustand entsprechenden Spannungswert aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in
Anspruch 2 angegeben.
Der erfindungsgemäße gesteuerte Oszillator wird in seiner Arbeitsweise nicht von Temperaturschwankungen
beeinflußt, so daß kein Blindstrom an den Schwingkreis angelegt wird, wenn die Steuerspannung
einen mittleren, dem richtigen Synchronwert entsprechenden Spannungswert aufweist. Abgesehen von
dieser wesentlichen Verbesserung der Arbeitsweise der Schaltung kommt diese auch mit weniger Bauelementen
aus und ist daher einfacher und kostengünstiger herstellbar.
Aus der DT-AS 10 38 106 ist eine Synchronisierschaltung bekannt, bei der zwar auch zwei Signalteile
voneinander subtrahiert werden. Bei der bekannten Schaltung steuern die in ihrer Phase zu vergleichenden
Synchronisierimpulse und eine von der Ablenkspannung abhängige Regelspannung eine Elektronenröhre bzw.
entsprechende Transistoren. Demgegenüber wird bei der erfindungsgemäßen Schaltung eine Regelgröße
vom Schwingkreis abgegriffen, wobei das Steuersignal in einem Stromteiler in Abhängigkeit von der
abgegriffenen Größe aufgeteilt wird. Darüber hinaus werden bei der vorliegenden Schaltung zwei Ströme
subtrahiert, die von einem einzigen, in einer Stromteilerschaltung
aufgeteilten Strom herrühren. Abgesehen von der gegenüber der vorliegenden Schaltung unterschiedlichen
Aufabenstellung der bekannten Synchronisierschaltung, nämlich einerseits über einen weiten Frequenzbereich
zu wirken und andererseits eine kurze Synchronisierzeit aufzuweisen, zeigt die bekannte
Schaltung gegenüber dem vorliegenden, gesteuerten Oszillator somit auch eine grundsätzlich unterschiedliehe
Wirkungsweise.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 das Blockschallbild einer bekannten Schaltungsanordnung,
wie sie aus der US-PS 36 36 475 bekannt ist,
F i g. 2 das Blockschaltbild einer Schaltung, in der die vorliegende Erfindung angewandt würde und
Fig.3 das Blockschaltbild einer Schaltung, die eine
Fig.3 das Blockschaltbild einer Schaltung, die eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt und als Zeilenoszillator eines Fernsehwiedergabegerätes
verwendet werden kann.
In F i g. 1 ist eine Induktivität 10 und eine Kapazität 12
zu einem Schwingkreis 15 zusamme ogeschaltet und mit
einer Quelle 17 verbunden, um Schwingkreisverluste auszugleichen. Dementsprechend werden im Schwingkreis
15 die Schwingungen aufrechterhalten, d.h. die Schwingungen sind nicht gedämpft Die Blindströme
sowohl in der Induktivität 10 als auch in der Kapazität 12 werden in Strommeßgliedern 20/bzw. 20cabgetastet.
Jedes der Strommeßglieder 20/' 20c stellt eine sehr kleine Impedanz für den durchfließenden Strom dar, so
daß die Induktivität 10 und die Kapazität 12 praktisch parallel geschaltet sind. Die Stromquellen 30/ und 30c
erzeugen Blindströme, die von den Strömen in der Induktivität 10 bzw. in der Kapazität 12 abhängen und
durch die Strommeßgiieder 20/ bzw. 20c gemessen werden. Diese Ströme werden als Eingangssignale den
Klemmen 43/ bzw. 43c der Stromteiler 40/ bzw. 40c zugeführt.
Der Stromteiler 40/ teilt den am Eingang 43/ anliegenden Strom in einen ersten Teü, der der Klemme
41/des Oszillator-Schwingkreises 15 zugeführt wird und in einen zweiten Teil, der über die Klemme 45/ an die
Gleichspannungs-Bezugsschaltung 50 weitergeleitet wird. Das vom Stromteiler 40/ erzeugte Verhältnis
zwischen dem ersten und dem zweiten Stromteil wird in Abhängigkeit von Steuersignalen festgelegt, die von
einer Steuersignalquelle 42 an die Klemme 44/ gelegt werden, wobei das Verhältnis bei einer ersten
Abweichrichtung des Steuersignals vergrößert und bei einer zweiten Abweichrichtung verkleinert wird.
In entsprechender Weise teilt der Stromteiler 40cden an der Klemme 43c anliegenden Strom in einen ersten, 35-an
der Klemme 41c des Schwingkreises 15 anliegenden Teil und in einen zweiten Teil, der über die Klemme 45c
der Gleichspannungs-Bezugsschaltung 50 zugeführt wird. Das Verhältnis von erstem und zweitem Stromteil,
das vom Stromteiler 40c geliefert wird, wird in Abhängigkeit von Steuersignalen festgelegt, die von
einer Steuersignalquelle 42 an die Klemme 44c gelegt werden, wobei das Stromverhältnis für eine erste
Abweichrichtung des Steuersignals vergrößert wird und für eine zweite entgegengesetzte Abweichrichtung
verkleinert wird.
Der Schaltkreis ist also, soweit dies bis jetzt beschrieben wurde, so ausgelegt, daß die ersten
Blindstrom-Teilströme, die von den Klemmen 41/bzw. 41cder Stromteiler 40/und 40cgeliefert werden, gleiche
Amplituden aufweisen, wenn das von der Quelle 42 gelieferte Steuersignal einen mittleren, dem richtigen
Synchronzustand entsprechenden Spannungswert aufweist. Diese ersten Stromteile des Blindstroms, die
einerseits durch induktive Blindströme und andererseits durch kapazitive Blindströme gebildet werden, weisen
entgegengesetzte Phasen auf. Wenn diese ersten Blindstrom-Teile addiert und dem Schwingkreis 15
zugeführt werden, so heben sich die Wirkungen dieser Teilströme bezüglich der Abstimmung des Schwingkreises
15 gegeneinander auf. Bei dem mittleren Wert des Steuersignals wird also die Oszillatorfrequenz des
Schwingkreises 15 durch die Induktivität 10 und die Kapazität 12 bestimmt. Dadurch ist es möglich, eine
vorabgestimmte Kombination aus der Induktivität 10 und der Kapazität 12 zu verwenden, um die Nominal-Oszillator-Frequenz
genau festzulegen.
Wenn das von der Quelle 42 gelieferte Steuersignal in der ersten Abweichrichtung zunimmt, hat der als erster
Stromteil vom Stromteiler 40/ gelieferte induktive Bündstrom das Übergewicht über den als zweiten
Stromteil vom Stromteii2?i* 40c gelieferten Blindstrom.
Der gesamte induktive Blindstrom, der durch den Schwingkreis 15 fließt, wird vergrößert, wodurch eine
kleinere Induktivität im Schwingkreis 15 simuliert wird, so daß die Schwingungsfrequenz ansteigt. Wenn das von
der Quelle 42 gelieferte Steuersignal in einer zweiten Abweichrichtung größer wird, so hat der als erster
Stromteil vom Stromteiler 40c gelieferte kapazitive Blindstrom das Übergewicht über den als zweiten
Stromteil vom Stromteiler 40/ gelieferten induktiven ülindstrom. Der durch den Schwingkreis iS fließende
gesamte kapazitive Blindstrom wird erhöht, wodurch im Schwingkreis 15 eine vergrößerte Kapazität simuliert
wird, so daß die Schwingungsfrequenz abnimmt.
In Fig. 2 sind die Schaltungsteile 10, 12, 17, 20/, 3OJ.
40/ und 42 so geschaltet, so daß sie im wesentlichen dieselben Funktionen ausüben, nämlich den durch die
Induktivität 10 fließenden Blindstrom zu messen, einen Strom proportional zum induktiven Blindstrom (von
Quelle 30/) in einen ersten und einen zweiten Stromteil /1, /2 aufzuspalten (in 40/) und den ersten Stromteil /Ί an
den Schwingkreis 15 mit der Induktivität 10 zu legen. Den Stromteil des kapazitiven Blindstroms, der an den
Schwingkreis 15 gelegt wird, erhält man in diesem Falle nicht mittels eines selbständigen Strommeßgliedes 20c,
einer selbständigen Stromquelle 30c und eines selbständigen Stromteils 40c, sondern durch Subtrahieren des
zweiten vom Stromteiler 40/ gelieferten Stromteils /2 vom ersten Stromteil /Ί, in einem Stromsubtrahierglied
60, wobei der resultierende Strom an den Schwingkreis 15 geleitet wird.
Wenn die Quelle 42 als Steuersignal einen mittleren Wert liefert, sind der erste und der zweite Blindstromteil
/1, h einander gleich. Werden diese Stromteile in dem Stromsubtrahierglied 60 voneinander abgezogen, so
ergibt sich ein Null-Differenzsignalstrom, der an den Schwingkreis 15 angelegt wird. Die Oszillatorfrequenz
wird daher durch die natürlich Frequenz des Schwingkreises 15 bestimmt, d. h. nur durch die Induktivität 10
und die Kapazität 12.
Wenn das Steuersignal in einer ersten Abweichrichtung eingestellt ist, so erhöht sich /ι und i2 nimmt ab, so
daß der induktive Blindstrom im Ausgangsstrom (;Ί —h)
überwiegt, der von dem Stromsubtrahierglied 60 an den Schwingkreis 15 geliefert wird. Wenn das Steuersignal
in eine zweite, der ersten Richtung entgegengesetzten Abweichrichtung eingestellt wird, nimmt /Ί ab und /2
nimmt zu, so daß der gegenphasige Blindstrom gegenüber dem induktiven Blindstrom im Ausgangssignal
(/Ί — /2) überwiegt, der vom Stromsubtrahierglied 60 an den Schwingkreis 15 geliefert wird. D.h., das
Stromsubtrahierglied 60 liefert dem Schwingkreis 15 einen entsprechenden kapazitiven Blindstrom.
Die Schaltungsteile 20c, 30c und 40c der bekannten Schaltung gemäß Fig. 1 werden beim gesteuerten
Oszillator gemäß Fig.2 nicht mehr benötigt. Die Anpassung der Strommeß-Schaltungen 20/und 20c, der
Stromquellen 30/und 30c sowie der Stromteiler 40/und
40c im Hinblick auf die jeweils entsprechenden Schaltungsteile ist nicht mehr erforderlich, so daß kein
Blindstrom an den Schwingkreis angelegt wird, wenn die Steuerspannung einen einen mittleren, dem richtigen
Synchronzustand entsprechenden Spannungswert aufweist. Schwankungen der Stromverstärkung im Strommeßglied
20/ und in der von dem Strommeßglied
23 64
gesteuerten· Stromquelle 30/,, beispielsweise in Abhängigkeit
von Tempecatüränderungen, die: beispielsweise
wiederum die Charakteristika der Schaltungskompöi·
nenten verändern, wirken; sich nicht auf die Mittelabstimmungides
Schwingkreises 15 äusi '; Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden
!Erfindung, bei der defrBlindstrom in.der Induktivität 10
abgetastet wird, während der in der Kapazität 12 nicht abgetastet wird. Es ist aber auch möglich, den
Blindstrom in der Kapazität 12 abzutasten, um die Stromquelle zu steuern, die mit dem Stromteiler
verbunden ist, und den Blindstrom in der Induktion 10 nicht abzutasten.
Fig.3 zeigt eine schematische Darstellung einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
die zeigt, wie wirtschaftlich das Stromsubtrahierglied 60 hergestellt werden kann. Der Ausgangsstrom,
der von der Signalkombinationsschaltung 303 an der Klemme 311 bereit gestellt wird, ist innerhalb des
linearen Arbeitsbereichs gleich dem Eingangsstrom an der Klemme 313 abzüglich dem Eingangsstrom an der
Klemme 315. Der Verstärker 303 subtrahiert die an den Eingangsklemmen 313,315 anliegenden Eingangssignalströme
voneinander.
Die Schwankungen· des an der Klemme 315 anliegenden Kollektorstroms von Transistor 301 werden
innerhalb der Signal-Kombinationsschaltung 303 invertiert. Diese invertierten Stromschwankungen werden
der Basis des Transistors 302 zugeführt, der mit dem Transistor 301 in einer Darlingtonschaltung verbunden
ist. Der Strom wird verstärkt und durch die Transistoren 301, 302 wieder invertiert Diese regenerierende
Verstärkeranordnung bildet ein effektives negatives Widerstandselement, das parallel zum Schwingkreis 305
liegt, der aus einer Induktion 307 und einer Kapazität 309 besteht und dessen Schwingkreisverluste ausgeglichen
werden, um die Schwingungen aufrechtzuerhalten.
Der induktive Blindwiderstand in der Induktivität 307
wird in der Strommeßschaltung 317 abgetastet, und ein dementsprechender Strom wird von der Stromquelle
319 dem Stromteiler 321 zugeführt
Der mit den Transistoren 322, 324 versehene Stromteiler 321 ist von der Art eines üblichen
Differentialverstärkers mit emittergekoppelten Transistoren, der lauf Steuersignalspannungen anspricht die
zwischen den Klemmen 323 und325 liegen, um den von der Quelle 319 gelieferten Blindstrom in einen ersten
Stromteil an der Klemme 313 und einen zweiten Stromteil an der Klemme-315 aufzuteilen.
Die Begrenzerwirkung zur Steuerung der Sehwingungsämplituden;
im Schwingkreis 305' wird dadurch erzeugt, daß der in Emitterschaltung angeordnete
Verstärker-Transistor 301 in einer aus emittergekoppelten Transistoren aufgebauten Begrenzer-Anordnung
327 mit dem Transistor 329 verbunden ist. Deren zusammengeschaltete Emitter erhalten einen konstanten
Strom von der Stromquelle 331, die eine wirksame obere Begrenzung der Kollektorströme darstellt. Die
Ausgangssignale des gesteuerten Oszillators werden am Kollektor des Transistors 329 abgenommen. Diese
Ausgangssignalströme sind Rechteck-Signale, die den Rechteck-Signalen des Kollektorstroms vom Verstärkertransistor
301 komplementär sind und die dem Strom-Invertier-Verstärker 333 zugeführt werden.
Es ist üblich, die Induktivität 307 und die Kapazität
309 so zu bemessen, daß die Mittelfrequenz des gesteuerten Oszillators gleich viermal der Fernseh-Zeilenfrequenz
(62,936 Hz) ist. Die Induktivität 307 ist kleiner als, im Falle, daß der Oszillator mit einer
Frequenz schwingt, die gleich der Zeilenfrequenz ist. Daher ist die Induktivität 307 wirtschaftlicher herzustellen.
Dabei wird die Schwierigkeit gemildert, die dadurch auftritt, daß abgestrahlte Abtastsignale vom Bildröhrenjoch
in den Schwingkreis 305 eingekoppelt werden und den Phasenabgleich beeinflussen, wodurch das Bild auf
dem Bildschirm nicht linear, sondern gekrümmt ist
Die Ausgangssignale mit Rechteck-Form des strominvertierenden
Verstärkers 33 werden als Trigger-Signal einer Zählerschaltung 335 zugeführt, die eine
Teilung durch vier vornimmt. Die Zählerschaltung 335 erzeugt Rechteck-Signale mit der Zeilenfrequenz von
15,734Hz an der Ausgangsklemme 337, um diesen Rechteck-Impuls dem Zeilen-Abtastverstärker und der
(nicht dargestellten) Bildröhren-Ablenkanordnung zuzuführen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Gesteuerter Oszillator mit einer Steuersignalquelle, einem eine Induktivität und eine Kapazität
enthaltenden Schwingkreis, einer Schaltung zum Ausgleich der Verluste im Schwingkreis, Schaltungsteilen
zum Bereitstellen von Blindströmen, die von den Schwingungen im Schwingkreis abhängen und
die eine Grundfrequenz-Komponente aufweisen, welche gegenüber der jeweiligen im Schwingkreis
auftretenden Schwingung im wesentlichen um 90° phasenverschoben ist, Stromteiler-Schaltungen^ die
die Blindströme einstellbar in erste und zweite Sigralteile aufteilen, wobei das Verhältnis des ersten
Signalteiles zum zweiten Signalteil in Abhängigkeit von den Steuersignalen festgelegt wird, die von der
Steuersignalquelle geliefert werden, gekennzeichnet durch ein Schaltungsglied (60, 303),
das das zweite Signalteil vom ersten Signalteil subtrahiert und ein Differenzsignal erzeugt, und
durch eine Verbindung (301, 302), die das Diflerenzsignal dem Schwingkreis (15,305) zuleitet.
2. Oszillator nach Anspruch 1, mit einer Versorgungsspannungsquelle
und mit Schaltungselementen, die einen ersten und einen zweiten zum Strom in einem der Schwingkreiselemente gegenphasigen
Blindstrom, der jeweils durch die Steuersignale steuerbar ist, liefern, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindung (301, 302) einen invertierenden Verstärker enthält, an dessen Eingang (311) der
Schwingkreis (305) geschaltet ist und der über Schaltungselemente (331) mit dem Bezugspotential
(Masse) verbunden ist, daß das Schaltungsglied (60, 303) einen ersten, zweiten und dritten Transistor
(304,306,308) enthält, daß die Emitter des ersten und
zweiten Transistors (304,306) verbunden sind und an der Versorgungsspannungsquelle (B+) liegen, daß
der Kollektor des ersten Transistors (304) und die Basis des dritten Transistors (308) mit dem Ausgang
(315) des invertierenden Verstärkers verbunden sind und den ersten Blindstrom aufnehmen, daß die Basis
und der Kollektor des zweiten Transistors (306), die Basis des ersten Transistors (304) und der Emitter
des dritten Transistors (308) miteinander verbunden sind und den zweiten Blindstrom aufnehmen und daß
der Kollektor des dritten Transistors (30-8) mit dem
Eingang (311) des invertierenden Verstärkers (301, 302) verbunden ist.
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