DE2427374C2 - Oszillator mit einer akustischen Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung - Google Patents
Oszillator mit einer akustischen Oberflächenwellen-VerzögerungsleitungInfo
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Description
Mit den Wandlern 7] und Ti ist eine Verstärkerschaltung
3 mit Verstärkern AMPi und AMPi gekoppelt,
deren Verstärkung ausreicht, um die Dämpfung in der Verzögerungsleitung 1 zu überwinden und Schwingungen
in der Verstärkerschaltung 3 zu unterhalten. Zwischen den Verstärkern AMPx und AMP^ ist ein
variabler Phasenschieber 4 angeschlossen. Außerdem sind mit den beiden Wandlern Ti und Ti zwei
normalerweise als Bezugseingang bzw. als Signaleingang bezeichnete Eingänge 5 und 6 eines Phijsendetektors
PSD verbunden, an dessen Ausgang 7 der erste Eingang 31 eines Differenzverstärkers 30 angeschlossen
ist. Dem zweiten Eingang 32 des Differenzverstärkers 30 können frequenzmodulierte Signale zugeführt
werden, und an den Ausgang 33 des Differenzverstärkers 30 ist der variable Phasenschieber 4 angeschlossen.
Der Oszillatorausgang, über den übliche Schaltungen wie beispielsweise Radioempfänger gespeist werden
können, ist in der Zeichnung durch einen Anschluß 34 dargestellt.
In manchen Anwendungsfällen ist der Differenzverstärker 30 entbehrlich, wobei dann der Ausgang 7 des
Phasendetektors PSD unmittelbar mit de,ti variablen
Phasenschieber 4 verbunden wird. Alternativ dazu kann der zweite Eingang 32 des Differenzverstärkers 30
geerdet werden.
Die beiden Verstärker AMPi und AMP2 der Verstärkerschaltung
3 in F i g. 1 können durch einen einzigen Verstärker ersetzt werden.
Bei Erdung dieses zweiten Eingangs 32 des Differenz-Verstärkers 30, schwingt der Oszillator aus der
Verzögerungsleitung 1 und der Verstärkerschaltung 3 mit einer vorherrschend durch die Parameter der
Verzögerungsleitung 1 bestimmten Frequenz. Die Temperatur der Verstärker AMP\ und AMPi kann sich J5
während des Betriebes ändern, und dies und/oder Änderungen in der den Verstärkern AMPi und AMP2
zugefühirten Speisespannung kann Anlaß zu einer Änderung in der Phasenverschiebung zwischen den
Eingängen 5 und 6 für den Phasendetektor PSD sein. Diese Änderung der Phasenverschiebung wird durch
den Phasendetektor PSD überwacht, der ein von dieser Änderung der Phasendifferenz abhängiges Ausgangssignal
abgibt, das dem variablen Phasenschieber 4 zugeführt wird, der daraufhin die Verstärkerschaltung 3
mit einem Korrektursignal speist, um die Phasenverschiebung zwischen den an den Wandlern Ti und Ti
auftretenden Signalen auf einem konstanten Wert zu halten. In der Praxis kann das Korrektursignai dem
Phasenschieber 4 in jedem Zeitpunkt, d. h. beim >o Einschalten und danach zugeführt werden. Die Zeitkonstante
für den Phasendetektor PSD kann lang sein, beispielweise etwa 1 Sekunde betragen, um eine
Kompensation für eine langsame temperaturabhängige Änderung der Phasenverschiebung in den Verstärkern
AMP\ und AMPi zu bewirken, während schnelle frequenzmodulierte Signale, wie sie dem Oszillator von
in der Zeichnung nicht dargestellten Schaltungen zugeführt werden können, ohne Einfluß bleiben.
Für einen Einsatz als frequenzmoduiierter Oszillator f>o
können zwei unterschiedliche Betriebsarten vorgesehen werden. Die erste Betriebsart wird dann erhalten, wenn
der Ausgang 7 des Phasendetektors PSD eine lange Zeitkonstante τ von beispielsweise einer Sekunde
aufweist, wie dies oben erwähnt ist. Wenn die Modulationsspanung Vn, Frequenzen /",„ einhält, die weit
größer sind als der Kehrwert der Zeitkonstante r, so gilt für das obenerwähnt Beispiel r = I Sekunde die
Beziehung fm groß gegen 1 Hz. So kann die Modulationsspannung
Vn, beispielsweise ein Niederfrequenzsignal
umfassen, das eine Bandbreite zwischen 100 Hz und 5 kHz überdeckt. In diesem Falle kann das
Ausgangssignal am_ Ausgang 7 des Phasendetektors PSD den raschen Änderungen der Modulationsspannung
Vn, nicht folgen, und es bewirkt lediglich eine Korrektur von langsamen Abweichungen ( >
1 Sekunde) in der Durchschnittsfrequenz für den Oszillator. Der Anschluß 34, also der Oszillatorausgang, führt dann eine
korrigierte Mittenfrequenz fo mit einer Frequenzmodulation
mit der Modulationsfrequenz fm und einer durch die Linearität der Phasenverschiebung durch den
Phasenschieber 4 mit der angelegten Spannung bestimmten Linearität Diese anliegende Spannung ist
im wesentlichen die Modulationsspannung Vn, multipliziert
mit der Verstärkung im Differenzverstärker 30.
Die zweite Betriebsart wird dann erhalten, wenn die Zeitkonstante τ für den phasenempfindlichen Detektor
PSD kurz gegenüber dem Kehrwert für die Modulationsfrequenzen
im wird. Diese Bedingung ist beispielsweise
dann erfüllt, wenn die Moduiationsfrequenzen fm
sich über das oben erwähnte Niederfrequenzband erstrecken und die Zeitkonstante τ eine Mikrosekunde
beträgt. In diesem Falle hat das Ausgangssignal des phasenempfindlichen Detektors PSD am Ausgang 7
Zeit genug, der Modulationsspannung Vn, zu folgen. Um
diese Betriebsart zu betrachten, ist es von Nutzen, sich ins Gedächtnis zurückzurufen, wie der als Korrekturglied
vorgesehene Phasenschieber 4 ohne eine Eingangsspannung Vm also bei geerdetem Eingang 32 des
Differenzverstärkers 30, arbeitet. In diesem Falle wird der Oszillator bei der Frequenz fo stabilisiert, und das
Ausgangssignal am Ausgang 33 des Differenzverstärkers 30 ist G-mal so groß wie die Eingangsspannung am
Eingang31 des Differenzverstärkers30, wobei Gdessen
Spannungsverstärkung bezeichnet. Das Vorzeichen für die Rückkopplung vom Phasendetektor PSD ist so zu
wählen, daß sich die Spannung am Eingang 31. auf den Wert 0 verringert, obwohl sie niemals gleich 0 wird, da
stets ein kleines Fehlersignal erforderlich ist, um den Oszillator zu betreiben. Dieses kleine Fehlersignal kann
dadurch vernachlässigbar gemacht werden, daß die Verstärkung C für den Differenzverstärker 30 erhöht
wird. Wenn dem Eingang 32 des Differenzverstärkers 30 eine Modulationsspannung Vn, zugeführt wird, so
wird das Ausgangssignal am Ausgang 33 des Differenzverstärkers 30 proportional zur Spannungsdifferenz
zwischen den Eingängen 31 und 32 des Differenzverstärkers 30. Da auch in diesem Falle die Verstärkung C
groß ist und die Rückkopplung im richtigen Sinne wirksam wird, ergibt sich ein stabiler Zustand, bei dem
zwischen den Eingängen 31 und 32 eine geringe Spannungsdifferenz herrscht. Das bedeutet, daß die
Spannung am Eingang 31 der Spannung am Eingang 32 folgt, so wie die Spannung am Eingang M gegen Null
geht, wenn der Eingang 32 geerdet ist. Nun ist das Ausgangssignal am Ausgang 7 des Phasendetektors
PSD im wesentlichen proportional der Frequenzabweichung von der Frequenz fa was zumindest für kleine
Abweichungen gilt, so daß beim Betriebe diese Frequenzabweichung von der Frequenz fo der Spannung
am Eingang 32 des Differe;i7vetstärkers 30
proportional ist. Auf diese Weise wird der Oszillator zu einem frequenzmodulierten Oszillator mit im wesentlichen
linearer Frer,,!enzmodiilation, wobei die Linerarität
durch die Linearität für den Phasendetektor PSD bestimmt wird, wie dies in F i e. 6 veranschaulicht ist.
In einer in der Zeichnung nicht eigens dargestellten
Alternativausführung für die Schaltung von F i g. 1 ist der variable Phasenschieber 4 zwischen dem Wandler
T2 einerseits und dem Verbindungspunkt zwischen dem
Verstärker AMP2 und dem Phasendetektor PSD andererseits
angeschlossen. Der Phasendetektor PSD bewirkt dann eine Korrektur jeglicher Temperaturänderung
in der Verzögerungsleitung 1. und die Oszillatorfrequenz hängt von der Verstärkerkennlinie ab.
In F i g. 2 ist eine weitere Alternativausführung ,,,
dargestellt, die eine Verzögerungsleitung 8 für akustische Oberflächenwellen mit einem Quarzsubstrat 9.
einem Eingangswandler Γι und zwei Ausgangswandlern
T2 und Γ) aufweist, von denen der Ausgangswandler Tj
weiter vom Eingangswandler Γι entfernt ist als der ; ,
Ausgangswandler 7j. Dadurch vergrößert sich die Verzögerungszeit für den Ausgangswandler Γι. so daß
die von diesem aufgefangenen Signale gegenüber den vom Ausgangswandler T2 aufgefangenen Signalen
verzögert sind. Der Abstand zwischen dem Eingangs- _>,,
wandler T\ und dem Ausgangswandler T1 kann eine
Viertelwellenlänge betragen, womit sich eine Phasenverschiebung
von 90° ergibt. Auch die Länge der Fingerpaare kann unterschiedlich gehalten werden,
wobei der Ausgangswandler T2 längere oder kürzere .·,
Finger aufweisen kann als der Ausgangswandler Γι und
dementsprechend das vom Ausgangswandler T2 aufgefangene
Signal größer bzw. kleiner ausfällt als das vom Ausgangswandler T3 aufgefangene. Der Ausgangswandler
Ti ist über eine feste Impedanz Z\ mit dem Eingang )0
eines Verstärkers AMP verbunden, an dessen Ausgang der Eingangswandler Γι angeschlossen ist. Der Ausgangswandler
Γι ist mit dem Eingang des Verstärkers AMP über eine variable Impedanz Z2 verbunden.
Außerdem sind mit den beiden Wandlern T\ und T2 die jj
beiden Eingänge eines Phasendetektors PSD verbunden, an dessen Ausgang ein erster Eingang 31 eines
u/ii ι CrcnZ VC PS 13 Γ i\C rs -*\* SrigSSCiiiOSSCri !Si, xjOrn ΞΠ
einem zweiten Eingang 32 frequenzmodulierte Signale Vn, zugeführt werden können. Der Ausgang 33 des
Differenzverstärkers 30 ist mit der variablen Impedanz Z2 verbunden.
Beim Betriebe des in F i g. 2 dargestellten und aus der
Verzögerungsleitung 8 und einer den Verstärker AMP enthaltenden Verstärkerschaltung 10 bestehenden Oszillators ohne Modulationssignal, also mit Vn, = 0,
schwingt dieser Oszillator bei einer Frequenz, die durch die physikalischen Abmessungen und den Abstand der
Wandler T\ und T2 bestimmt wird. Eine Änderung in der
Betriebstemperatur für den Verstärker AMP führt zu einer Phasenverschiebung in der Verstärkerschaltung
10 zwischen den Wandlern Γι und T2. Diese Änderung
wird durch den Phasendetektor PSD festgestellt der daraufhin der variablen Impedanz Zi ein Korrektursignal zuführt was wiederum eine Änderung des dem
Verstärker AMP durch den Wandler T3 zugeführten
Signals zur Folge hat Der Betrieb des Oszillators von F i g. 2 mit Zuführung einer Modulationsspannung, also
mit Vn, φ 0, gestaltet sich in ähnlicher Weise, wie dies
oben in Verbindung mit F i g. 1 erläutert ist ta
In F i g. 3 ist ein Vektordiagramm für das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung 8 von F i g. 2 dargestellt
Dabei ist das Ausgangssignal des Ausgangswandlers Ti
durch eine Spannung Vi wiedergegeben. Das Ausgangs
signal des Ausgangswandlers T3 ist gegenüber dem <,=, Ausgangssigna! des Ausgangswandiers Ti um eine
VlertelwelJenlänge, also um 90°, verzögert und erscheint daher im Vektordiagramm von F i g. 3 in Form
einer Spannung Vi. Die Resultierende R im Vektordiagramm
von F i g. J ergibt sich als die Summe von V2 und
V) und wird durch eine Variation der Länge von V1. also
des Ausgangssignals aus der variablen Impedanz Z2,
variiert, um eine konstante Phasenverschiebung zwischen dem Eingangssignal für den Eingangswandler Γι
und dem Ausgangssignal für den Ausgangswandler Γ; aufrechtzuerhalten.
Die variable Impedanz Z2 kann als ein variabler
Widerstand, beispielsweise als ein Feldeffekttransistor (FET), oder als Verstärker ausgeführt werden.
In F i g. 4 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein
Oszillator 11 dargestellt, der einen Eingangswandlcr T\
und einen Ausgangswandler T2 besitzt, die auf einem
Substrat 12 aufgebracht sind. Zwischen die Wandler Γι
und T2 sind in Serie zueinander ein Verstärker AMPund
ein Phasenschieber 13 eingeschaltet. Ein dritter Wandler Tj liegt mit Abstand vom Eingangswandler T\
auf dem Wege der von diesem Eingangswandler T\ abgegebenen akustischen Wellen auf dein Subsirai 12.
Ein Phasendetektor PSD ist mit seinen beiden Eingängen an die Wandler T\ und Γι angeschlossen, und
sein Ausgang ist mit einem ersten Eingang 31 eines Differenzverstärkers 30 verbunden. Einem zweiten
Eingang 32 des Differenzverstärkers 30 können frequenzmodulierie Signale Vn, zugeführt werden, und
der Ausgang 33 des Differenzverstärkers 30 ist mit dem variablen Phasenschieber 13 verbunden.
Die l-jnge des Weges für die akustischen Oberflächenwellen
zwischen den Wandlern Γι und T3 kann
erheblich größer sein als zwischen den Wandlern T\ und T2. um eine größere Empfindlichkeit für die Phasensteuerung
zu erhalten. Ohne Modulationsspannung, also mit Vm = 0, kann dann der Abstand zwischen den
Wandlern Tx und T3 so groß wie möglich gemacht
werden. Wenn jedoch eine Modulationsspannung Vn,
nicht gleich 0 angelegt werden soll, muß sichergestellt werden., daß zwischen den Wandlern T- und Ty nicht
größere Phasenänderungen als 2 π auftreten können,
wenn also Vn, über π/2 moduliert wird, dann kann der
Abstand zwischen den Wandlern Γι und T3 bis zum
vierfachen des Abstandes zwischen den Wandlern Ti
und T2 betragen. Analog dazu kann bei einer Modulation
von Vn, über πΙΑ der Abstand zwischen den Wandlern Γι
und T3 bis zum achtfachen des Abstandes zwischen den
Wandlern T\ und Ti anwachsen.
Bei einem Betrieb ohne Modulationsspannung, also mit Vm = 0. schwingt der Oszillator 11 aus den
Wandlern T, und T2 und dem Verstärker AMPbei einer
Frequenz, die vorherrschend durch die Verzögerungsleitung bestimmt wird. Jegliche Phasenänderuns. die
beispielsweise auf eine Temperaturänderung im Verstärker AMP zurückgeht, führt zu einer Änderung der
Frequenz der Schwingungen in der Verzögerungsleitung. Die Frequenz in der Verzögerungsleitung ist
zwischen den Wandlern T\ und T2 die gleiche wie
zwischen den Wandlern T\ und Ty, so daß jegliche Abweichung in der Frequenz von der gewünschten
Frequenz in der Oszillatorschaltung sich als eine Änderung in der Phasenverschiebung zwischen den
Wandlern T\ und T3 zu erkennen gibt Diese Phasenverschiebungsänderang wird durch den Phasendetektor
PSD festgestellt, der daraufhin dem variablen Phasenschieber 13 ein entsprechendes Korrektursignal zuführt
Bei einem Betrieb mit Modulation, also mit Vm Φ 0,
arbeitet der Oszillator Il von Fig.4 analog zu der
vorliegenden Beschreibung für das Ausführungsbeispiel von F ig. 1.
In Fig. 5 ist noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
für einen Oszillator mit einer akustischen Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung
dargestellt, der von der zugehörigen Korrekturschaltung 15 elektrisch getrennt
ist. um einen [iinliuß von akustischen Massenschwingungen im Substrat 16 des Oszillators 14 zu verhindern. Der
dargestellte Oszillator 14 besitzt einen Eingangswandler Γι und einen Ausgangswandler T2, die beide auf dem
Subi-.;at 16 aufgebracht sind. Ein Verstärker AMP und
ein variabler Phasenschieber 17 sind in Serie zueinander mit den Wandlern 71 und T2 zusammengeschaltet. Quer
über den akustischen Weg 18 zwischen den Wandlern T, und T2 ist ein Mehrstreifenkoppler 19 gelegt, wie er in
den britischen Patentanmeldungen 13 125/71 und 749/72 beschrieben ist, und dieser Koppler 19 koppelt
einen I eil der akustischen Oberflächenwellen aus in einen zweiten akustischen Weg 20. Auf diesem zweiten
akustischen Wege 20 sind zwei der Überwachung dienende Wandler Ts und 7} angeordnet, an deren
Ausgänge die Eingänge eines Phasendelektors FSD angeschlossen sind. Der Ausgang dieses Phasendetektors
PSD ist mit einem ersten Eingang 31 eines Differenzverstärkers 30 verbunden, dein an einem
zweiten Eingang 32 frequenzmodulierte Signale V,„ zugeführt werden können. An den Ausgang 33 des
Differenzverstärkers 30 ist der variable Phasenschieber 17 angeschlossen.
Bei einem Betriebe ohne Modulation, also mit Vm = 0. überwachen die Wandler T3 und T4 die
Frequenz in der Verzögerungsleitung für den Oszillator 14. und jede Abweichung von der gewünschten
Frequenz führt zu einer Phasenänderung zwischen den Wandlern Tj und Tt. Diese Phasenänderung wird vom
Phasendetektor PSD festgestellt, der daraufhin dem variablen Phasenschieber 17 ein entsprechendes Korrektursignal
zuführt. Bei Betrieb mit Modulationsspannung, also mit Vn, φ 0, verhält sich der Oszillator 14 von
F i g. 5 ganz analog dem oben in Verbindung mit F i g. i
beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Die in Fig. 1, 2, 4 und 5 dargestellten und obenerwähnten Phasendetektoren PSD können als
Ringmischer ausgeführt werden.
Die in Fig. I, 4 und 5 dargestellten variablen Phasenschieber können als Brückenschaltungen mit drei
festen Impedanzen und einer variablen Kapazität wie beispielsweise einem Varaktor ausgeführt werden.
Alternativ dazu kann ein solcher variabler Phasenschieber auch eine PIN-Diode mit einer variablen Gleichspannung
als daran anliegende Vorspannung enthalten; zur Variation der Phasenverschiebung dient dann der
ίο variable Widerstand der PIN-Diode in Kombination mit einer festen Kapazität, beispielsweise der Kapazität des
Wandlers T2. Gemäß noch einer Alternative kann der
variable Phasenschieber auch eine Varaktor-Diode enthalten, an der als Vorspannung variable Gleichspanr,
nungssignale anliegen; in diesem Falle erfolgt die Variation der Phasenverschiebung über die variable
Kapazität der Varaktor-Diode in Kombination mit einem festen Widerstand, beispielsweise dem Widerstand
des Verstärkers AMP.
in alien oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
sind die sich im Substrat ausbreitenden akustischen Wellen Oberflächenwellen. In einigen Anwendungsfällen
können statt dessen auch akustische Massewellen verwendet werden, wobei dann die akustischen
2) Oberflächenwellen abgestimmt oder durch auf der Oberfläche des Substrats angeordnete Absorber gedämpft
werden. Ein Vorteil bei der Verwendung bestimmter Massewellen, beispielsweise in Quarzlithiumtantalat
oder anderen Piezoelektrika mit dem jo Temperaturkoeffizienten Null für die Verzögerung ist
die verbesserte Temperaturstabilität für die Verzögerungsleitung selbst, die dann in Kombination mit der
oben beschriebenen Schaltung einen extrem temperaturstabilen Oszillator ergibt.
r, Bei allen oben beschriebenen Schaltungen muß das Vorzeichen für das Korrektursignal so gewählt werden,
daß sich die verlangte stabile Betriebsweise ergibt. Wenn mit dem falschen Vorzeichen gearbeitet wird,
ergibt sich statt einer Verminderung des Fehlers eine Verstärkung.
Claims (10)
1. Oszillator mit einer akustischen Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung,
die auf einem Substrat angeordnete Eingangs- und Ausgangswandler aufweist,
mit einem Verstärker, der mit einem Eingangs- und einem Ausgangswandler der akustischen
Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung verbunden ist, und mit einem Phasendetektor, mit
welchem ein Korrektursignal ableitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasendetektor
(PSD) die Phasendifferenz zwischen einem Eingangs- und einem Ausgangswandler (Ti, Tr, Ty,
Ta) mißt und in Abhängigkeit davon ein Korrekturglied (4; Zx, Z2; 13,17) in der Mitkopplung steuert.
2. Oszillator nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß das Korrekturglied ein Phasenschieber (4, 13, 17) ist, welcher im Verstärkerast des
Schwingkreises angeordnet ist
3. Oszillator nach Anspruch 2, dadurch gfekennzeichnet,«aiß
der Phasendetektor (PSD) parallel zu dem Verstärker (AMP) angeordnet ist, welcher in
diesem Fall in Form von zwei hintereinander geschalteten Verstärkerstufen (AMPi, AMP2) ausgebildet
ist, zwischen denen der Phasenschieber (4) angeordnet ist (F ig. 1).
4. Oszillator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasendetektor (PSD) an dem
Eingangswandler (Ti) und einem zweiten Ausgangswandler (T3) der akustischen Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung
(12) angeschlossen ist (F i g. 4).
5. Oszillator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Phasentektor (PSD) an einem weiteren Paar von Eingang*- und Ausgangswandlern
(T3, 7i) der akustischen Oberflächenwellen-Verzögerungsleitung
(16) angeschossen ist und daß die Kopplung der beiden Wandlerpaare (Ti, Tr, Ts, Ti)
mit Hilfe eines Mehrstreifenkopplers (19) erfolgt (F ig-5).
6. Oszillator nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß das Korrekturglied aus zwei Impedanzen (Zi, Z2) besteht, welche auf der einen Seite beide
mit dem Verstärker (AMP) und auf der anderen Seite jeweils mit dem Ausgangswandler (T2) sowie
mit einem gegenüber demselben eine Phasenver-Schiebung von 90° aufweisenden weiteren Ausgangswandler
(T3) verbunden sind, wobei das Ausgangssignal des Phasendetektors (PSD) einem
Steuereingang der Impedanz (Z2) zugeführt ist
(F ig. 2).
7. Oszillator nach einem der Ansprüche 1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis des
Phasendetektors (PSD) eine zusätzliche Schaltungsstufe (30) vorgesehen ist, welche der Einspeisung
eines Modulationssignals (Vm) dient.
8. Oszillator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schaitungsstufe (30) ein
Differenzverstärker ist, dem an seinem einem Eingang das Ausgangssignal des Phasendetektors
(PSD) und an seinem anderen Eingang das Modulationssignal (Vn,) zugeführt wird.
9. Oszillator nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante (τ) des
Phasendetektors (PSD) wesentlich langer als der Kehrwert der Modulationsfrequenz (T^ist. b5
10. Oszillator nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante (r) des
Phasendetektors (PSD) kürzer als der Kehrwert der Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Oszillator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.
Es sind bereits Oszillatoren bekannt (siehe beispielsweise US-PS 35 82 540), bei welchen der vorhandene
Schwingkreis aus einer akustischen Oberflävhen-Verzögerungsleitung
sowie einem Verstärker besteht, wobei diese akustische Verzögerungsleitung mit Eingangs-
und Ausgangswandlern versehen ist, welche mit dem Eingang und den Ausgängen des elektrischen
Verstärkers verbunden sind. Da derartige akustische Oberflächen-Verzögerungsleitungen sehr genau definierte
Schwingeigenschaften besitzen, können auf diese Weise Oszillatoren mit hoher Schwingkonstanz geschaffen
werden.
Auch wenn derartige Oszillatoren in ihrem mechanischen Teil zufriedenstellend arbeiten, so zeigt es sich
doch, daß die im Verstärkerast angeordneten elektrischen Verstärker eine phasenmäßige Drift besitzen,
welche durch Temperaturschwankungen ausgelöst ist. Diese Phasenverschiebungen führen dann zu einer
Beeinflussung der akustischen Oberflächen-Verzögerungsleitung, wodurch die Resonanzfrequenz des
Schwingkreises iif ungewünschter Weise beeinflußt wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung den eingangs vorausgesetzten Oszillator mit einer akustischen
Oberflächen-Verzögerungsleitung dahingehend weiterzubilden, daß auch bei Auftreten von Temperaturschwankungen
die vorhandende Resonanzfrequenz des Schwingkreises im wesentlichen aufrechterhalten
wird.
Erfindungsgemäß wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale
erreicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen ά;τ Erfindung ergeben
sich anhand der Unteransprüche.
Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden,
wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild für ein erstes Ausführungsbeispiel,
Fig.2 ein Blockschaltbild für ein zweites Ausführungsbeispiel,
F i g. 3 ein Vektordiagramm,
Fig.4 ein Blockschaltbild für noch ein anderes Ausführungsbeispiel.
Fig.5 ein Blockschaltbild für ein weiteres Ausführungsbeispiel
mit einem Mehrstreifenkopplerund
Fig.6 ein typisches Ausgangssignal für den Phasendeteklor.
Der in F i g. 1 dargestellte Oszillator enthält eine Verzögerungsleitung 1 für akustische Oberflächenwellen,
die ein Quarzsubstrat 2 mit einem Eingangswandler Ti und einem Ausgangswandler T2 aufweist, wobei diese
beiden Wandler zwar in der Zeichnung lediglich schematisch als ein einzelnes Fingerpaar dargestellt
sind, obwohl in typischen Fällen der Eingangswandler T\ 100 Fingerpaare und der Ausgangwandler T2 60
Fingerpaare aufweisen kann. Die Länge des Eingangswandlers T\ kann dem Abstand zwischen den Mitten der
beiden Wandler T\ und T2 gleich sein, um eine
Modenauswahl zu schaffen, wie sie in der britischen Patentanmeldung 7 880/73 im einzelnen beschrieben ist.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=26254166
Family Applications (1)
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Country Status (5)
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| JPS56166606A (en) * | 1980-05-27 | 1981-12-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Constant-amplitude oscillator |
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-
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