DE4444600A1

DE4444600A1 - Gesteuerter Oszillator, wie für synchronen Videodetektor

Info

Publication number: DE4444600A1
Application number: DE4444600A
Authority: DE
Inventors: Jack Rudolph Harford
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1995-06-22
Also published as: GB9425248D0; JPH07226626A; KR970007869B1; FR2713861B1; GB2284953A; KR950022036A; GB2284953B; CN1114801A; CN1049540C; FR2713861A1; US5479137A; JP2798618B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Oszillatoren, deren Schwin gungsfrequenz und -phase elektrisch gesteuert werden können.

Hintergrund der Erfindung

Oszillatoren mit automatischer Frequenz- und Phasensteuerung werden zum Beispiel bei der Verwirklichung von synchronen Videodetektoren benutzt. Es ist übliche Praxis, einen synchronen Videodetektor in den Grenzen desselben Festkörperschaltkreises (IC, integrated circuit) wie eines mehrstufigen Video-Zwischen frequenzverstärkers aufzubauen. Der synchrone Detektor hat üblicherweise eine Baumstruktur, in der die Kollektorströme eines ersten Paares von Emitter-gekoppelten Transistoren, die als Differential-Transkonduktanzverstärker betrieben werden, synchron durch entsprechende weitere Paare von Emitter gekoppelten Transistoren geschaltet werden, welche als Strom übernahmeumschalter betrieben werden. Der Baumstruktur-artige, synchrone Detektor kann mit beachtlicher Umwandlungsverstärkung (etwa 20 dB) entwickelt werden, und verringert so die Notwendig keit einer Video-Zwischenfrequenz-Spannungsverstärkung im Bild- (PIX)-Zwischenfrequenzverstärker, der das verstärkte Video- Zwischenfrequenzsignal an die Basiselektroden des ersten Paares von Emitter-gekoppelten Differentialverstärker-Transistoren anliefert.

Die neuere Praxis bezüglich Verwirklichung der Zwischen frequenzfilterungs- und Verstärkungsfunktionen in Fernsehsignal empfangsapparaten ist es, ein konzentriertes oder "Block"-Filter vor einem Verstärkungsblock-Verstärker zu benutzen, der mehrere Stufen enthält, die in direktgekoppelter Kaskade innerhalb der Grenzen eines Festkörperschaltkreises (IC) angeordnet sind. Das "Block"-Filter ist üblicherweise ein Oberflächen-Akustikwellen- Filter (SAW, surface-acoustic-wave), das benutzt wird, um die von einem Fernsehempfänger benötigte, gesamte Durchlaßcharak teristik und die benachbarte Kanaldämpfung vorzusehen. Im Ver stärkerblock-IC-Verstärker wird keine Zwischenstufenabstimmung benutzt. Das verstärkte Zwischenfrequenzsignal vom Verstärker block-IC-Verstärker wird anschließend im Wesentlichen innerhalb der Grenzen des Festkörperschaltkreises detektiert, um aus dem integrierten Schaltkreis als Basisband-, Composite-Videosignal und als Ton-Zwischenfrequenz bei 4,5 MHz herauszukommen. Das verstärkte Zwischenfrequenzsignal wird aus diesen Signalen herausgefiltert, um die Wahrscheinlichkeit einer Rückwirkung zu verringern, die den Verstärkerblock-Verstärker zum Schwingen bringen kann. Zusätzliche Information über SAW-Filter und über Blockfilterung und -verstärkung kann zum Beispiel in Kapitel 13 des Buches TELEVISION ENGINEERING HANDBOOK; K. Blair Benson, Hauptschriftleiter; McGraw-Hill Book Company, New York; 1986 gefunden werden. Die am 24. Juni 1993 durch Jack Rudolph Harford eingereichte und hier als Bezug eingebrachte U.S. Patent anmeldung Nr. 08/080705 mit dem Titel PARALLEL UNTUNED VIDEO IF AMPLIFIERS SUPPLIED SIGNALS FROM TV 1^ST DETECTOR VIA RESPECTIVE INPUT FILTERS bietet weitere Information bezüglich der Benutzung von SAW-Filtern und Verstärkerblock-Verstärker für Zwischen frequenzen in Fernsehempfängern. Integrierte Schaltkreise nach dem bekannten Stand der Technik mit Video-Zwischenfrequenzver stärkern in Verstärkerblockkonfigurationen, die von synchronen Detektoren gefolgt werden, haben gesteuerte Oszillatoren der folgenden generellen Art benutzt. Ein LC-Tankkreis dient als Kollektorlast für einen durch regenerative Rückkopplung auf seine Basiselektrode übersteuerten Transistor, so daß er zwischen gesättigter Leitung und Abschaltung schaltet. Diese generelle Anordnung zeigt jedoch einige Probleme.

Das Spannungssignal über dem LC-Tankkreis ist typisch einige Volt Spitze-Spitze, so daß sich daraus Streukopplung auf den Eingang des Video-Zwischenfrequenzverstärkers ergeben kann. Dies bereitet besonders Probleme, wenn die Zwischenfrequenzempfind lichkeit in Folge kommerzieller Anforderungen größer gemacht worden ist.

Der als Kollektorlast für den geschalteten Transistor be nutzte LC-Tankkreis hat ein über sich liegendes Spannungssignal, dessen harmonische Komponenten durch Filterung entfernt worden sind, aber der Schalttransistor-Stromfluß wird in unsymme trischer Form über die IC Masseverbindung geführt und hat beachtliche harmonische Komponenten. Der Massebus auf der gedruckten Schaltungskarte, auf der der IC montiert ist, strahlt diese harmonischen Komponenten zum Tuner zurück, und erzeugt Probleme mit Kanal-8-Empfang, usw. Diese Probleme bleiben sogar erhalten, wenn der LC-Tankkreis im Gegentakt durch zwei gegen phasig geschaltete Transistoren angetrieben wird, da es in be achtlichem Umfang gleichtaktige harmonische Komponenten gibt.

Der Erfinder suchte einen Oszillator, in dem der LC-Tankkreis sich in einem Teil der Schaltung befindet, in dem die Signale auf ihrem kleinsten und nicht auf ihrem größten Wert liegen, um die Probleme der Rückstrahlung zum Tuner und zum Eingang des Zwischenfrequenzverstärkers zu minimieren. Um die auf den Betriebsspannungsversorgungsbussen des IC auftretenden Schwin gungen und ihrer harmonischer Komponenten zu verringern, suchte der Erfinder nach einem Oszillator in symmetrischer Bauweise, der geeignet zum Einbringen in einen Festkörperschaltkreis ist. Durch Plazierung des LC-Tankkreises zwischen die Basiselektroden der Emitter-gekoppelten Transistoren, statt zwischen deren Kollektorelektroden, erlaubt es der niederohmige Pfad durch die Tankspule, die Basiselektroden auf im Wesentlichen gleichem Potential zu halten, und dadurch die Vorspannung des Eingangs zu vereinfachen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung ist in einem ihrer Aspekte in einem Oszillator verkörpert, der teilweise innerhalb der Grenzen eines Fest körperschaltkreises verkörpert ist. Ein Differentialverstärker mit Differentialeingang und Differentialausgang liegt innerhalb eines Festkörperschaltkreises. Dieser Differentialverstärker hat erste und zweite Ausgangsanschlüsse, die nicht für eine Ver bindung mit externen Elementen zur Verfügung stehen, und hat erste und zweite Eingangsanschlüsse, die für eine Verbindung mit externen Elementen zur Verfügung stehen. Ein erster, innerhalb des Festkörperschaltkreises liegender ohmscher Spannungsteiler teilt das am ersten Ausgangsanschluß des Differentialverstärkers anliegende Potential in einem vorbestimmten Verhältnis, und führt das geteilte Potential dem ersten Eingangsanschluß des Differentialverstärkers zu, womit eine erste, direktgekoppelte, regenerative Rückkopplungsverbindung erstellt wird. Ein zweiter, innerhalb des Festkörperschaltkreises liegender ohmscher Spannungsteiler teilt das am zweiten Ausgangsanschluß des Differentialverstärkers anliegende Potential in demselben vorbestimmten Verhältnis, und führt das geteilte Potential dem zweiten Eingangsanschluß des Differentialverstärkers zu, womit eine zweite, direktgekoppelte, regenerative Rückkopplungs verbindung erstellt wird. Eine außerhalb des Festkörperschalt kreises liegende Spule hat das erste bzw. zweite Ende seiner Wicklung mit dem ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß des Differentialverstärkers verbunden. Ein Kondensator hat den ersten bzw. zweiten Pol mit dem ersten bzw. zweiten Eingangs anschluß des Differentialverstärkers verbunden, um so zusammen mit der Spule einen Parallelresonanzkreis zu bilden, der die natürliche Frequenz der Schwingungen des Oszillators bestimmt oder zu bestimmen hilft. Der Kondensator kann innerhalb oder außerhalb des Festkörperschaltkreises liegen, oder kann aus der Parallelschaltung einer ersten, innerhalb des Festkörperschalt kreises liegenden Kondensatorkomponente mit einer zweiten außerhalb des Festkörperschaltkreises liegenden Kondensator komponente gebildet werden.

In einem anderen ihrer Aspekte ist die Erfindung in einem gesteuerten Oszillator verkörpert, der teilweise innerhalb der Grenzen eines Festkörperschaltkreises liegt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die einzige Zeichnung ist ein schematisches Diagramm eines gesteuerten Oszillators, der einen prinzipiellen Aspekt der Erfindung veranschaulicht.

Ausführliche Beschreibung

Die einzige Zeichnung zeigt einen gesteuerten Oszillator, der, zusammen mit anderen, nicht gezeigten Schaltkreisen, zur Konstruktion innerhalb eines Festkörperschaltkreises IC geeignet ist. Die Anschlüsse T1 und T2 des Festkörperschaltkreises IC werden dargestellt zur Aufnahme einer relativ negativen Betriebsversorgungsspannung B- und einer relativ positiven Betriebsversorgungsspannung B+ von einer Betriebsspannungs versorgung B, die als Batterie gezeigt wird, aber normalerweise als Gleichrichtung und Filterung einer heruntertransformierten Wechselspannung des Hausnetzes bereit gestellt wird. Das Substrat des Festkörperschaltkreises IC ist auf die relativ negative Betriebsversorgungsspannung bezogen, die entsprechend als Massepotential bezeichnet wird. Die relativ positive Betriebsspannung B+ am Anschluß T2 beträgt zum Beispiel etwa +9 V, bezogen auf das Massepotential. Die Anschlüsse T3 und T4 haben zwischen eine außerhalb des Festkörperschaltkreises IC liegende Oszillator-Tankspule L1 geschaltet. Die Anschlüsse T5 und T6 liefern einen ersten Satz von gegentaktigen, rechteck wellenförmigen Ableitungen der Schwingungen des in Fig. 1 gezeigten Oszillators, und T7 und T8 liefern einen zweiten Satz von gegentaktigen, rechteckwellenförmigen Ableitungen der Schwingungen des in Fig. 1 gezeigten Oszillators. Die Frequenz und Phase der Schwingungen des Oszillators von nominell 45,75 MHz werden (in einer weiter unten beschriebenen Weise) durch eine am Anschluß T9 angelegte Signalspannung für automatische Frequenz- und Phasensteuerung (AFPC, automatic frequency and phase control) gesteuert.

Eine Oszillatortankspule L1 stimmt gegen die kombinierten Kapazitäten eines Kondensators C1 und anderer, zum Kondensator C1 parallel geschalteten und innerhalb des Festkörperschalt kreises IC liegender Kapazitäten ab. Eine dieser parallel geschalteten, anderen Kapazitäten ist die Serienkapazität der Streukondensatoren C2 und C3, die die Anschlüsse T3 bzw. T4 gegen Masse aufweisen. Eine andere dieser parallel geschalteten, anderen Kapazitäten ist die Serienkapazität der Kondensatoren C4 und C5, die in gesteuerter Weise durch den Millereffekt in Antwort auf ein am Anschluß T9 angelegtes AFPC-Signal multi pliziert werden. Die Kondensatoren C4 und C5 sind Metall- Isolator-Halbleiter-Konstruktion (MIS, metal-insulator semiconductor) ausgelegt.

Wie in größerem Detail weiter unten erläutert wird, werden Schwingungen von 45,75 MHz und etwa 125 mV Spitze-Spitze über dem Schwingungstank erhalten, der an die Anschlüsse T3 und T4 angeschlossen ist, die mit den Basiselektroden der NPN-Transis toren Q1 bzw. Q2 verbunden sind. Der niederohmige Pfad durch die Wicklung der Tankspule L1 hält die Basiselektroden von Q1 und Q2 auf im Wesentlichen gleichem direkten Potential. Ein Kopplungs widerstand R1 verbindet die miteinander verbundenen Emitter von Q1 und Q2 mit IC-Masse. Die Widerstände R2 und R3 bilden Kollek torlasten für Q1 bzw. Q2, und verbinden ihre Kollektoren mit einem Knoten N1. Ein Vorwiderstand R4 verbindet den Versorgungs anschluß T2 mit dem Knoten N1, um den Knoten N1 mit einer posi tiven, bezüglich B+ verringerten Betriebsspannung (z. B. 7,3 V) zu versorgen. Q1 und Q2 sind dann als Emitter-gekoppelter Differentialverstärker zur Verstärkung der zwischen ihren Basiselektroden anliegenden Schwingungen auf 1,2 V Spitze-Spitze Schwingungen zwischen ihren Kollektorelektroden geschaltet, die mit den Basiselektroden der NPN-Transistoren Q3 bzw. Q4 verbunden sind. Der Q1 und Q2 enthaltende Emitter-gekoppelte Differentialverstärker arbeitet als linearer Verstärker, da die 45,75 MHz-Schwingungen zwischen ihren Basiselektroden auf nur 125 mV Spitze-Spitze beschränkt sind. Diese Schwingung ist klein genug, daß keiner der Transistoren Q1 und Q2 durch den Schwin gungsbetrieb komplett vom Leiten entfernt wird. Der gleich taktige Stromfluß durch den Kopplungswiderstand R1 ist über wiegend ein Gleichstromfluß und die relativ kleinen, gleich gerichteten 45,75 MHz-Schwingungen, die von Natur geradzahlige Harmonische haben, fallen außerhalb der VHF Fernsehbänder.

Q3 und Q4 sind ebenfalls als Emitter-gekoppelte Differential verstärker geschaltet, mit einem Kopplungswiderstand R5 zwischen der Verbindung ihrer Emitter und Masse. Jedoch ist der 1,2 V Spitze-Spitze Spannungshub zwischen ihren Basiselektroden hinreichend groß, um einen Begrenzungsbetrieb zu verursachen, in dem Q3 und Q4 abwechselnd in volle Leitfähigkeit und in Nicht leitfähigkeit geschaltet werden, was zum Auftreten von rechteck wellenförmigen Spannungen an ihren ohmisch belasteten Kollek toren führt. Obwohl sie rechteckwellenförmige Ströme führen, führen die Emitter-gekoppelten Transistoren Q3 und Q4 diese Ströme in symmetrischer Weise, und sie sind innerhalb der IC- Grundfläche so ausgelegt, daß sich entsprechende Verbindungen zu den Versorgungsspannungsschienen an dieselben Punkte führen, um rechteckwellenförmige Ströme von den Versorgungsspannungs schienen fernzuhalten. Die Widerstände R6 und R7, die die Kollektoren von Q3 bzw. Q4 mit dem Versorgungsspannungsanschluß T2 verbinden, bilden einen Teil dieser ohmschen Last. Die Widerstände R8, R9 und R10, die in Serie geschaltet zwischen den Kollektoren von Q3 und Q4 liegen, bilden einen anderen Teil dieser ohmschen Last. Der Kollektor von Q3 ist ferner mit einem Widerstand belastet durch den ohmschen Spannungsteiler, der die in Serie geschalteten Widerstände R11, R12 und R13 enthält, und zwischen dem Kollektor von Q3 und Masse geschaltet ist; und der Kollektor von Q4 ist ferner mit einem Widerstand belastet durch den ohmschen Spannungsteiler, der die in Serie geschalteten Widerstände R14, R15 und R16 enthält, und zwischen dem Kollektor von Q4 und Masse geschaltet ist. Diese Spannungsteiler stellen regenerative Rückkopplungsverbindungen auf die Basiselektroden von Q1 bzw. Q2 dar, zur Erhaltung der Schwingungen in dem zwischen ihnen geschalteten Tankkreis. Das Q der Oszillatortank spule L1 ist derart, daß ein 5 kOhm equivalenter Nebenschluß widerstand über dem Oszillatortank liegt, wobei durch den equivalenten Nebenschlußwiderstand eine weiter Differentialmode- Spannungsteilung und eine etwas größere ohmsche Kollektorlast für Q3 und Q4 erzeugt wird. Die an den ohmig belasteten Kollek toren von Q3 und Q4 erscheinenden 700 mV Spitze-Spitze, recht eckwellenförmigen Spannungen werden durch den Tankkreis heruntergeteilt und gefiltert auf etwa 120 mV Spitze-Spitze, Sinuswellen-förmige Spannungen zwischen den Anschlüssen T3 und T4, die mit den Basiselektroden von Q1 bzw. Q2 verbunden sind.

Die Widerstände R18, R19, R20 und R21 bilden entsprechende Emitter-Lastwiderstände für die in Kollektorschaltung betriebenen NPN-Transistoren Q5, Q6, Q7 und Q7. Die 700 mV Spitze-Spitze, rechteckwellenförmige Spannungen, die an den ohmig belasteten Kollektoren von Q3 und Q4 erscheinen, werden durch die Widerstände R8, R9 und R10, die in Serie zwischen ihnen geschaltet sind, heruntergeteilt, um 400 mV Spitze-Spitze, rechteckwellenförmigen Spannungen für die Basiselektroden von Q5 und Q6 zu erzeugen. Die entsprechenden Emitterfolgerfunktionen von Q5 und Q6 führen die heruntergeteilten rechteckwellen förmigen Spannungen an die Anschlüsse T5 und T6 für anschließende Verwendung in den Schaltkreisen zur Entwicklung der Signale für automatische Frequenz- und Phasensteuerung (AFPC). Obwohl sie rechteckwellenförmige Ströme führen, führen die zwei Emitterfolgertransistoren Q5 und Q6 diese Ströme in symmetrischer Weise, und sie sind auf der Grundfläche des Festkörperschaltkreises IC so ausgelegt, daß sich einander entsprechende Verbindungen zu den Betriebsspannungsversorgungs schienen auf dieselben Punkte führen, um rechteckwellenförmige Ströme von den Versorgungsschienen fernzuhalten. Die ent sprechenden Emitterfolgerfunktionen von Q7 und Q8 führen die 700 mV Spitze-Spitze, rechteckwellenförmigen Spannungen, die an den Kollektoren von Q3 und Q4 auftreten, ohne Spannungsteilung an die Anschlüsse T7 und T8 für anschließende Verwendung in anderen Schaltkreisen, die innerhalb der Grenzen der Festkörperschaltung IC konstruiert werden können. Obwohl sie rechteckwellenförmige Ströme führen, führen die zwei Emitterfolgertransistoren Q7 und Q8 diese Ströme in symmetrischer Weise, und sie sind auf der Grundfläche des Festkörperschaltkreises IC so ausgelegt, daß sich einander entsprechende Verbindungen zu den Betriebs spannungsversorgungsschienen auf dieselben Punkte führen, um echteckwellenförmige Ströme von den Versorgungsschienen fern zuhalten. Das Fernhalten der rechteckwellenförmige Ströme von den Versorgungsschienen verringert die Abstrahlung des Oszillators über die Betriebsspannungsversorgungsverbindungen zum und vom Festkörperschaltkreis IC.

Nun ist die AFPC (automatische Frequenz- und Phasensteuerung) zu betrachten. Wie zuvor bemerkt, werden die Kapazitäten der Kondensatoren C4 und C5 in kontrollierter Weise durch den Miller-Effekt multipliziert als Reaktion auf das AFPC-Signal, das an den Anschluß T9 angelegt wird. Das AFPC-Signal wird als eine Spannung an den Anschluß T9 angelegt und einem Ende des Widerstandes R22 zugeführt, dessen anderes Ende mit der Eingangsverbindung eines Stromspiegelverstärkers (CMA, current mirror amplifier) verbunden ist, der die NPN-Transistoren Q9 und Q10 und die Widerstände R23 und R24 enthält, die sie mit entsprechender Emitter-Gegenkopplung versorgen. Die ersten Enden von R23 und R24 sind mit Masse verbunden, und stellen die gemeinsame Verbindung des CMA dar, und deren zweite Enden sind mit den Emittern von Q9 bzw. Q10 verbunden. Der Kollektor von Q10 ist die Ausgangsverbindung des CMA, die einen Strom propor tional zur am Anschluß T9 angelegten AFPC-Signalspannung zieht.

Dieser Strom wird als Schwanzstrom aus den miteinander verbundenen Emittern der NPN-Transistoren Q11 und Q12 gezogen, deren Basiselektroden mit den Anschlüssen T3 bzw. T4 verbunden sind, um die über dem Tankkreis entwickelten 45,75 MHz-Schwin gungen aufzunehmen. Die Regulierung der Amplituden der Schwingungen, die an den Anschlüssen T3 und T4 auftreten, auf 125 mV Spitze-Spitze, damit die Verstärkung der Emitter gekoppelten Differentialverstärkerverbindung von Q1 und Q2 linear ist, sorgt auch dafür, daß die Verstärkung in der Emitter-gekoppelten Differentialverstärkerverbindung von Q11 und Q12 ebenfalls linear ist. Linearität der Verstärkung ist wesentlich für den Betrieb der Emitter-gekoppelten Differential verstärkerverbindung von Q11 und Q12 als ein Miller-Verstärker zur Multiplikation der Kapazitäten der Kondensatoren C4 und C5. Die Widerstände R25 und R26 verbinden vom Versorgungsspannungs anschluß T2 zu den Kollektoren von Q11 bzw. Q12. Unter der Annahme, daß die Widerstände R25 und R26 gleich sind, ist die Spannungsverstärkung der Emitter-gekoppelten Differential verstärkerverbindung von Q11 und Q12 das Produkt aus diesem Widerstand und der Steilheit von Q11 und von Q12. Die Steilheit von Q11 und Q12 ist proportional zum Schwanzstrom, der aus ihren miteinander verbundenen Emittern gezogen wird, und somit zur am Anschluß T9 angelegten AFPC-Signalspannung.

Die verstärkte Antwort auf die Schwingungen zwischen den Anschlüssen T3 und T4 an den Kollektoren von Q11 und Q12, mit denen die ersten Pole der Kondensatoren C4 und C5 verbunden sind, wird den zweiten Polen der Kondensatoren durch die entsprechenden Emitterfolgerfunktionen der in Kollektorschaltung betriebenen NPN-Transistoren Q13 bzw. Q14 zugeführt. Dies vervollständigt die Miller-Rückkopplungsschleifenverbindungen, die die Kapazitäten der Kondensatoren C4 und C5 multiplizieren. Der Betrag der Miller-Multiplikation dieser Kapazitäten wird durch die Spannungsverstärkung der Emitter-gekoppelten Diffe rentialverstärkerverbindung von Q11 und Q12 gesteuert, die durch die am Anschluß T9 angelegte AFPC-Signalspannung gesteuert wird. Entsprechend wird die Miller-Multiplikation der Kapazitäten der Kondensatoren C4 und C5 und in Folge die Abstimmung des Oszillatortankkreises gesteuert in Antwort auf die am Anschluß T9 angelegte AFPC-Signalspannung.

Die Widerstände R27 und R28 stellen Emitterlastwiderstände für die in Kollektorschaltung betriebenen Transistoren Q13 bzw. Q14 dar. Ein Widerstand R29 verbindet vom Emitter von Q14 zur Zusammenschaltung der Widerstände R11 und R12, und ein Wider stand R30 verbindet vom Emitter von Q13 zur Zusammenschaltung der Widerstände R14 und R15. Die Widerstände R29 und R30 bewirken gesteuerte regenerative Rückwirkung, die die Schwingungsverstärkung erhöhen, da die Miller-Verstärkung die wirksamen Kapazitäten der Kondensatoren C4 und C5 vergrößert. Dies kompensiert die Verringerung der Schwingungsverstärkung, die sonst auftreten würde, da die Miller-Rückwirkung, die von Natur aus degenerativ ist, anwächst. Da beide Rückwirkungs effekte von der gesteuerten Spannungsverstärkung der Emitter gekoppelten Differentialverstärkerverbindung von Q11 und Q12 abhängen, kann der Kompensationsnachlauf durch geeignete Skalierung der Elementen-Widerstandwerte automatisiert werden.

Claims

1. Oszillator, teilweise innerhalb eines Festkörper schaltkreises konstruiert, wobei der Oszillator enthält:
einen ersten Differentialverstärker mit Differentialeingang und Differentialausgang, der innerhalb des Festkörperschalt kreises liegt, mit einem ersten und einem zweiten Eingangs anschluß verfügbar für den Anschluß externer Elemente, mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluß nicht verfügbar für den Anschluß externer Elemente, der eine nicht-invertierende differentielle Spannungsverstärkung sowohl von seinen ersten Eingangsanschluß zu seinem ersten Ausgangsanschluß, als auch von seinem zweiten Eingangsanschluß zu seinem zweiten Ausgangs anschluß ausweist, und der einen ersten und einen zweiten Transistor einschließt, deren Basiselektroden mit dem ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß des Differentialverstärkers verbunden sind, deren Emitterelektroden miteinander verbunden sind, deren Kollektorelektroden separat mit dem ersten bzw. zweiten Ausgangsterminal des ersten Differentialverstärkers gekoppelt sind, und die zum Betrieb als linearer Verstärker während des Oszillatorbetriebs geschaltet sind;
einen ersten, ohmschen Spannungsteiler, der innerhalb der Festkörperschaltung liegt, und der das am ersten Ausgangsanschluß des Differentialverstärkers anliegende Potential in einem vorbestimmten Verhältnis zum Einwirken auf seinen ersten Eingangsanschluß herunterteilt, womit eine erste, direktgekoppelte, regenerative Rückkopplungsverbindung hergestellt wird;
einen zweiten, ohmschen Spannungsteiler, der innerhalb der Festkörperschaltung liegt, und der das am zweiten Ausgangsanschluß des Differentialverstärkers anliegende Potential in dem vorbestimmten Verhältnis zum Einwirken auf seinen zweiten Eingangsanschluß herunterteilt, womit eine zweite, direktgekoppelte, regenerative Rückkopplungsverbindung hergestellt wird;
eine Spule, die außerhalb der Festkörperschaltung liegt, mit einer Wicklung mit einem ersten und einem zweiten Ende, die mit dem ersten Eingangsanschluß bzw. dem zweiten Eingangsanschluß des ersten Differentialverstärkers verbunden sind; und
kapazitive Einrichtung zum Abstimmen gegen die Spule in einem Parallelresonanztankkreis.

2. Oszillator nach Anspruch 1, teilweise innerhalb eines Festkörperschaltkreises konstruiert, wobei der Differential verstärker enthält:
einen ersten Differentialverstärker mit Differentialeingang und Differentialausgang, der innerhalb des Festkörperschalt kreises liegt, mit einem ersten und einem zweiten Eingangs anschluß verfügbar für den Anschluß externer Elemente, mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluß nicht verfügbar für den Anschluß externer Elemente, der eine nicht-invertierende differentielle Spannungsverstärkung sowohl von seinem ersten Eingangsanschluß zu seinem ersten Ausgangsanschluß, als auch von seinem zweiten Eingangsanschluß zu seinem zweiten Ausgangs anschluß ausweist, und der einen ersten und einen zweiten Transistor einschließt, deren Basiselektroden mit dem ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß des Differentialverstärkers verbunden sind, deren Emitterelektroden miteinander verbunden sind, deren Kollektorelektroden separat mit dem ersten bzw. zweiten Ausgangsterminal des ersten Differentialverstärkers gekoppelt sind, und die zum Betrieb als linearer Verstärker während des Oszillatorbetriebs geschaltet sind;
einen ersten, ohmschen Spannungsteiler, der innerhalb der Festkörperschaltung liegt, und der das am ersten Ausgangs anschluß des Differentialverstärkers anliegende Potential in einem vorbestimmten Verhältnis zum Einwirken auf seinen ersten Eingangsanschluß herunterteilt, womit eine erste, direkt gekoppelte, regenerative Rückkopplungsverbindung hergestellt wird;
einen zweiten, ohmschen Spannungsteiler, der innerhalb der Festkörperschaltung liegt, und der das am zweiten Ausgangsanschluß des Differentialverstärkers anliegende Potential in dem vorbestimmten Verhältnis zum Einwirken auf seinen zweiten Eingangsanschluß herunterteilt, womit eine zweite, direktgekoppelte, regenerative Rückkopplungsverbindung hergestellt wird;
eine Spule, die außerhalb der Festkörperschaltung liegt, mit einer Wicklung mit einem ersten und einem zweiten Ende, die mit dem ersten Eingangsanschluß bzw. dem zweiten Eingangsanschluß des ersten Differentialverstärkers verbunden sind;
kapazitive Einrichtung zum Abstimmen gegen die Spule in einem Parallelresonanztankkreis;
einem ersten und einem zweiten, im ersten Differential verstärker eingeschlossenen Transistor, mit an den ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß des Differentialverstärkers angeschal teten Basiselektroden, mit miteinander verbundenen Emitter elektroden, und mit Kollektorelektroden;
einem dritten und einem vierten, im ersten Differential verstärker eingeschlossenen Transistor, mit Basiselektroden, an die die Kollektorelektroden des ersten bzw. zweiten Transistors direkt angeschaltet sind, mit miteinander verbundenen Emitter elektroden, und mit Kollektorelektroden, die direkt an den ersten bzw. zweiten Ausgangsanschluß des ersten Differential verstärkers angeschaltet sind;
symmetrische Kollektorlasten für den ersten und den zweiten Transistor im ersten Differentialverstärker, wobei die sym metrischen Kollektorlasten für den ersten und den zweiten Transistor genügend hohe Lastwiderstände aufweisen, daß der dritte und der vierte Transistor während des Oszillatorbetriebs abwechselnd leitend sind; und
symmetrische Kollektorlasten für den dritten und den vierten Transistor im ersten Differentialverstärker, wobei die sym metrischen Kollektorlasten für den dritten und den vierten Transistor den ersten, ohmschen Spannungsteiler und den zweiten, ohmschen Spannungsteiler einschließen, wobei das vorbestimmte Verhältnis der Spannungsteilung derart ist, daß weder der erste noch der zweite Transistor während des Oszillatorbetriebs komplett aus dem Leitzustand entfernt wird.

3. Oszillator nach Anspruch 2, der weiterhin enthält:
einen ersten und einen zweiten, in der kapazitiver Ein richtung eingeschlossenen Kondensator, zum Abstimmen gegen die Spule in einem Parallelresonanztankkreis, mit entsprechenden ersten Polen, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Eingangs anschluß des ersten Differentialverstärkers verbunden sind, und mit entsprechenden zweiten Polen; und
einem zweiten Differentialverstärker mit Differentialeingang und Differentialausgang, der innerhalb des Festkörperschalt kreises liegt, mit einem ersten und einem zweiten Eingangs anschluß, der jeweils mit dem ersten bzw. dem zweiten Eingangs anschluß des ersten Differentialverstärkers verbunden ist, mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluß, der jeweils mit dem zweiten Pol des ersten bzw. des zweiten Kondensators verbunden ist, und der eine invertierende differentielle Spannungsverstärkung sowohl von seinen ersten Eingangsanschluß zu seinem ersten Ausgangsanschluß, als auch von seinem zweiten Eingangsanschluß zu seinem zweiten Ausgangsanschluß ausweist, wobei der zweite Differentialverstärker somit Miller-Rück kopplung zur Multiplikation der wirksamen Kapazitäten des ersten bzw. zweiten Kondensators vorsieht.

4. Oszillator nach Anspruch 3, der von der Art ist, daß seine Schwingungen eine Frequenz und eine Phase haben, die als Antwort auf ein Steuersignal veränderbar sind, wobei der Oszillator dementsprechend einschließt:
Einrichtung zur Steuerung der vom zweiten Differential verstärker gezeigten invertierenden, differentiellen Spannungs verstärkung als Antwort auf ein Steuersignal.

5. Oszillator nach Anspruch 4, der einschließt:
Einrichtung zur regenerativen Rückkopplung der Signale vom ersten und zweiten Ausgangsanschluß des zweiten Differential verstärkers auf seinen zweiten und ersten Eingangsanschluß.

6. Oszillator nach Anspruch 5, wobei die Einrichtung zur regenerativen Rückkopplung der Signale vom ersten und zweiten Ausgangsanschluß des zweiten Differentialverstärkers auf seinen zweiten und ersten Eingangsanschluß enthält:
ein Paar weiterer Widerstände mit entsprechenden ersten Enden, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Ausgangsanschluß des zweiten Differentialverstärkers verbunden sind, und mit zweiten Enden, die mit einem Punkt in dem zweiten ohmschen Spannungs teiler bzw. mit einem Punkt in dem ersten ohmschen Spannungs teiler verbunden sind.

7. Oszillator nach Anspruch 4, wobei der zweite Differential verstärker enthält:
einen fünften und einen sechsten Transistor mit an dem ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß des zweiten Differential verstärkers angeschlossenen Basiselektroden, mit miteinander verbundenen Emitterelektroden, und mit Kollektorelektroden, die direkt an den ersten bzw. zweiten Ausgangsanschluß des zweiten Differentialverstärkers angeschlossen sind;
symmetrische Kollektorlasten für den fünften und den sechsten Transistor; und
Einrichtung zum Bestimmen der durch die Emitterelektroden des fünften und des sechsten Transistors über die Verbindung zwischen ihnen fließenden Ruheströme, die dem Steuersignal folgt, und so die Steilheit des fünften bzw. sechsten Transistors bestimmt.

8. Oszillator, teilweise innerhalb eines Festkörperschalt kreises konstruiert, wobei der Oszillator enthält:
einen ersten Differentialverstärker mit Differentialeingang und Differentialausgang, der innerhalb des Festkörperschalt kreises liegt, mit einem ersten und einem zweiten Eingangs anschluß verfügbar für den Anschluß externer Elemente, mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluß nicht verfügbar für den Anschluß externer Elemente, der eine nicht-invertierende differentielle Spannungsverstärkung sowohl von seinen ersten Eingangsanschluß zu seinem ersten Ausgangsanschluß, als auch von seinem zweiten Eingangsanschluß zu seinem zweiten Ausgangs anschluß ausweist, und der einen ersten und einen zweiten Transistor einschließt, deren Basiselektroden mit dem ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß des Differentialverstärkers verbunden sind, deren Emitterelektroden miteinander verbunden sind, deren Kollektorelektroden separat mit dem ersten bzw. zweiten Ausgangsterminal des ersten Differentialverstärkers durch Koppelschaltungen einer Art gekoppelt sind, die die Amplituden der Ausgangssignale von dem ersten und zweiten Ausgangsanschluß des ersten Differentialverstärkers begrenzt, ohne den ersten und den zweiten Transistor in gesättigte Leitung zu bringen, welche den im Wesentlichen linearen Betrieb stört;
eine Spule, die außerhalb der Festkörperschaltung liegt, mit einer Wicklung mit einem ersten und einem zweiten Ende, die mit dem ersten Eingangsanschluß bzw. dem zweiten Eingangsanschluß des ersten Differentialverstärkers verbunden sind;
kapazitive Einrichtung zum Abstimmen gegen die Spule in einem Parallelresonanztankkreis;
einen ersten, ohmschen Spannungsteiler, der innerhalb der Festkörperschaltung liegt, und der das am ersten Ausgangs anschluß des Differentialverstärkers anliegende Potential in einem vorbestimmten Verhältnis zum Einwirken auf seinen ersten Eingangsanschluß herunterteilt, womit eine erste, direkt gekoppelte, regenerative Rückkopplungsverbindung hergestellt wird;
einen zweiten, ohmschen Spannungsteiler, der innerhalb der Festkörperschaltung liegt, und der das am zweiten Ausgangs anschluß des Differentialverstärkers anliegende Potential in dem vorbestimmten Verhältnis zum Einwirken auf seinen zweiten Eingangsanschluß herunterteilt, womit eine zweite, direkt gekoppelte, regenerative Rückkopplungsverbindung hergestellt wird; und
symmetrische Lasten für den ersten und den zweiten Ausgangsanschluß des ersten Differentialverstärkers, wobei die Lasten den ersten, ohmschen Spannungsteiler und den zweiten, ohmschen Spannungsteiler einschließen, wobei das vorbestimmte Verhältnis der Spannungsteilung derart ist, daß während des Oszillatorbetriebs der erste und der zweite Transistor einen im Wesentlichen linearen Betrieb ausweist, ohne daß einer von ihnen komplett aus dem Leitzustand entfernt wird.

9. Oszillator nach Anspruch 8, wobei die Koppelschaltungen, die von einer Art sind, die die Amplituden der Ausgangssignale von dem ersten und zweiten Ausgangsanschluß des ersten Differen tialverstärkers begrenzt, ohne den ersten und den zweiten Transistor in gesättigte Leitung zu bringen, welche den im Wesentlichen linearen Betrieb stört, enthalten:
einen dritten und einen vierten Transistor mit entsprechenden Basiselektroden, an die die Kollektoren der ersten bzw. zweiten Transistoren direkt angekoppelt sind, mit Emitterelektroden, die miteinander verbunden sind, und mit Kollektorelektroden, die direkt mit dem ersten bzw. dem zweiten Ausgangsanschluß des ersten Differentialverstärkers gekoppelt sind.

10. Oszillator nach Anspruch 8, der weiterhin enthält:
einen ersten und einen zweiten, in der kapazitiver Ein richtung eingeschlossenen Kondensator, zum Abstimmen gegen die Spule in einem Parallelresonanztankkreis, mit entsprechenden ersten Polen, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Eingangsanschluß des ersten Differentialverstärkers verbunden sind, und mit entsprechenden zweiten Polen; und
einem zweiten Differentialverstärker mit Differentialeingang und Differentialausgang, der innerhalb des Festkörperschalt kreises liegt, mit einem ersten und einem zweiten Eingangs anschluß, der jeweils mit dem ersten bzw. dem zweiten Eingangs anschluß des ersten Differentialverstärkers verbunden ist, mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluß, der jeweils mit dem zweiten Pol des ersten bzw. des zweiten Kondensators verbunden ist, und der eine invertierende differentielle Spannungsverstärkung sowohl von seinen ersten Eingangsanschluß zu seinem ersten Ausgangsanschluß, als auch von seinem zweiten Eingangsanschluß zu seinem zweiten Ausgangsanschluß ausweist, wobei der zweite Differentialverstärker somit Miller-Rück kopplung zur Multiplikation der wirksamen Kapazitäten des ersten bzw. zweiten Kondensators vorsieht.

11. Oszillator nach Anspruch 10, der von der Art ist, daß seine Schwingungen eine Frequenz und eine Phase haben, die als Antwort auf ein Steuersignal veränderbar sind, wobei der Oszillator dementsprechend einschließt:
Einrichtung zur Steuerung der vom zweiten Differential verstärker gezeigten invertierenden, differentiellen Spannungs verstärkung als Antwort auf ein Steuersignal.

12. Oszillator nach Anspruch 11, der eine Einrichtung einschließt zur regenerativen Rückkopplung der Signale am ersten und zweiten Ausgangsanschluß des zweiten Differentialverstärkers auf seinen zweiten und seinen ersten Eingangsanschluß.

13. Oszillator nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung zur regenerativen Rückkopplung der Signale vom ersten und zweiten Ausgangsanschluß des zweiten Differentialverstärkers auf seinen zweiten und ersten Eingangsanschluß enthält:
ein Paar weiterer Widerstände mit entsprechenden ersten Enden, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Ausgangsanschluß des zweiten Differentialverstärkers verbunden sind, und mit zweiten Enden, die mit einem Punkt in dem zweiten ohmschen Spannungs teiler bzw. mit einem Punkt in dem ersten ohmschen Spannungs teiler verbunden sind.

14. Oszillator nach Anspruch 11, wobei der zweite Differen tialverstärker enthält:
einen dritten und einen vierten Transistor mit an dem ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß des zweiten Differential verstärkers angeschlossenen Basiselektroden, mit miteinander verbundenen Emitterelektroden, und mit Kollektorelektroden, die direkt an den ersten bzw. zweiten Ausgangsanschluß des zweiten Differentialverstärkers angeschlossen sind; und
Einrichtung zum Bestimmen der durch die Emitterelektroden des dritten und des vierten Transistors über die Verbindung zwischen ihnen fließenden Ruheströme, die dem Steuersignal folgt, und so die Steilheit des dritten bzw. vierten Transistors bestimmt.