DE1216947B - Kapazitive Dreipunktschaltung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES ÄWMS PATENTAMT Int. Cl.:

H03b

AUSLEGESCHRIFT

H03c;A61b
Deutsche Kl.: 21 a4 -13

Nummor: 1 216 947

Aktenzeichen: T 25598IX d/21 a4

Anmeldetag: 13. Februar 1964

Auslegetag: 18. Mai 1966

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Dreipunktschaltung mit elektronisch steuerbarer Resonanzfrequenz des Schwingkreises sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltung zur Lösung eines bestimmten Problems.

Derartige kapazitive Dreipunktschaltungen sind bekannt. Sie werden meist als abstimmbare Oszillatoren verwendet. Bei den bekannten Schaltungen werden als veränderbare frequenzbeeinflussende Glieder meist Drehkondensatoren, also mechanisch veränderbare Kapazitäten, benutzt. Man kann sich auch vorstellen, daß man die beiden oder eine der Kapazitäten des Spannungsteilers als Kapazitätsdioden ausbildet, die durch veränderbare Gleichspannungen, also elektronisch, in ihrer Größe variiert werden. Aufgabe der Erfindung ist es, eine andere Ausführung für eine derartige Schaltung anzugeben.

Gemäß der Erfindung dienen als Kapazitäten des kapazitiven Spannungsteilers der Schaltung die Basis-Emitter-Strecke und Basis-Kollektor-Strecke eines im Sperrbereich betriebenen Transistors, wobei diese beiden Kapazitäten durch Änderung der Spannungen zwischen Basis und Emitter bzw. Basis und Kollektor veränderbar sind.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist somit darin zu sehen, gleichzeitig sowohl die Basis-Kollektor-Kapazität als auch die Basis-Emitter-Kapazität eines Transistors auszunutzen, wobei die Basis dieses Transistors den Punkt darstellt, der in bekannter Weise mit dem eigentlichen Transistor bzw. der Röhre der Dreipunktschaltung verbunden ist. Der erfindungsgemäße Einsatz des zusätzlichen, die Kapazitäten darstellenden Transistors ist somit nicht vergleichbar mit der bekannten Verwendung eines Transistors zur Realisierung einer Kapazität.

Die erfindungsgemäße Schaltung kann zur Frequenzmodulation und zur Regelung der Frequenz eines Oszillators benutzt werden. Der besondere Vorteil der Schaltung ist der, daß der Eingang für die Steuerspannung sehr hochohmig ist. Hierdurch kann die Schaltung insbesondere dort angewendet werden, wo der Steuer- oder Regelspannungserzeuger einen hochohmigen Eingang verlangt. Es wird später noch gezeigt werden, daß ein solch hochohmiger Eingang bei Endoradiosonden zur Messung des pH-Wertes mit einem Meßwertfühler, bestehend aus einer Antimon- und einer Silberchloridelektrode, von Interesse ist. Vorweg soll jedoch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert werden.

Die F i g. 1 der Zeichnung zeigt einen kapazitiven Dreipunktoszillator. Dieser Oszillator besteht aus dem Schwingtransistor 1, dem aus der Induktivität 2 und Kapazitive Dreipunktschaltung

Anmelder:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Als Erfinder benannt:
Manfred Gnadke, Ulm/Donau

dem Transistor 3 gebildeten Schwingkreis sowie aus dem Widerstand 4. Die Betriebsspannung des Oszillators wird zwischen den Klemmen 6 zugeführt. Der eine Zusammenschaltpunkt 10 des Schwingkreises ist mit dem Kollektor des Transistors 1 verbunden, während der andere Zusammenschaltpunkt 9 an die Basis des Transistors 1 geführt ist. Die Basis des Transistors 3, die als Zwischenpunkt des aus diesem Transistor gebildeten kapazitiven Spannungsteilers anzusehen ist, ist über einen Kondensator 8 mit dem Emitter des Transistors 1 verbunden. Die bis jetzt beschriebene Schaltung schwingt auf der durch den Schwingkreis (2,3) bedingten Frequenz. Eine Begrenzung des Kollektorstroms wird bei dieser Schaltung durch den Widerstand 4 sowie durch eine relativ kleine Spannung zwischen den Klemmen 6 bewirkt.

Zur Änderung der Schwingfrequenz wird die Spannung zwischen den Klemmen 7 variiert. Der Kondensator 8 verhindert lediglich, daß die an den Klemmen 7 angelegte Spannung auf den Transistor 1 einwirken kann. Bei der Variation der Spannung an den Klemmen 7 wird das Verhältnis der Basis-Emitter-Kapazität des Transistors 3 zu der Basis-Kollektor-Kapazität nur unwesentlich geändert. Hierdurch bleibt der Rückkopplungskoeffizient der Schaltung weitgehend konstant.

Gemäß einer Weiterbildimg der Erfindung wird die in der F i g. 1 dargestellte Schaltung bei Endoradiosonden angewendet, und zwar insbesondere bei solchen Sonden, die zur Messung des Säuregehalts (pH-Wertes) dienen. Gegenüber den bis jetzt bekannten Schaltungen für Endoradiosonden scheint die Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltung auf den ersten Blick rückschrittlich zu sein, denn obwohl bekanntlich die Forderung besteht, die Sonde möglichst klein und vor allem auch bllig herzustellen, sind bei der erfindungsgemäßen Schaltung zwei Transistoren pro Sonde notwendig, während bei allen bisherigen Sonden nur ein Transistor eingebaut wurde. Die

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Vergrößerung der Zahl der Transistoren scheint den obigen Forderungen entgegenzulaufen. In der Fig. 2 der Zeichnung ist eine bekannte Schaltung für eine Sonde dargestellt. Es handelt sich bei dieser Schaltung um eine induktive Dreipunktschaltung, deren Betriebsspannung an den Batterieelektroden 11 und 12 abgegriffen wird. Der Schwingkreis der Schwingschaltung der F i g. 2 wird aus der Induktivität 13, dem Kondensator 14 sowie der Basis-Kollektor-Kapazität des Transistors 15 gebildet. Die Frequenzänderung des Oszillators wird durch die Änderung dieser Basis-Kollektor-Kapazität mit Hilfe der Änderung der Spannung zwischen den Elektroden 16 und 11 bewirkt. Da die Elektrode 16 eine Antimonelektrode und die Elektrode 11 eine Silberchloridelektrode ist, ist die Spannungsänderung zwischen diesen Elektroden von dem pH-Wert des Magenbzw. Darminhalts abhängig. Die Elektrode 11 ist bei dieser Schaltung sowohl Teil des pH-Fühlers (11 und 16) als auch der Batterie (11,12). Wie die Elektroden aufzubauen bzw. anzuordnen sind, ist bereits bekannt und braucht hier nicht mehr erläutert werden.

Will man die Doppelausnutzung der einen Elektrode, was aus Gründen der Einfachheit wünschensrwert ist, beibehalten, so ist es aus Polaritätsgründen notwendig, als Transistor für die dargestellte Schaltung einen pnp-Transistor zu verwenden. Derartige Transistoren sind Jedoch gegenüber npn-Transistoren heute sehr teuer. npn-Siliziumtransistoren sind derzeit sehr billig erhältlich, und es ist aus diesem Grunde wünschenswert, derartige Transistoren für die Sondenschaltung zu verwenden. Wie bereits gesagt, ist dies nicht ohne weiteres möglich. Möglich wird dies jedoch, wenn man eine Sondenschaltung, wie in F i g. 1 dargestellt, verwendet. Dort sind beide Transistoren npn-Transistoren. Da diese Transistoren sehr billig sind, bringt selbst die Verwendung von zwei Transistoren eine Verbilligung der Sonde mit sich. Aber auch das zur Unterbringung der Schaltelemente notwendige Volumen wird beider erfindungsgemäßen Ausführung nicht vergrößert. Bei der bekannten Schaltung waren ein Transistor, drei Kapazitäten und ein Widerstand neben der Spule unterzubringen, an^ deren Stelle nunmehr zwei Transistoren, zwei Widerstände und eine Kapazität treten. Die Elementenzahl wurde somit nicht vergrößert.

Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltung entgegen den Erwartungen das Volumen der Sonde nicht vergrößert werden muß und der Preis für die Sonde sogar wesentlich verringert werden kann. Außerdem tritt noch der Vorteil auf, daß der pH-Fühler nunmehr an einen hochohmigen Eingang angeschaltet wird, was sich vorteilhaft auf die Wirkungsweise der Schaltung auswirkt. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltung kann somit die Sonde fortschrittlicher gestaltet werden. Der Temperaturkoeffizient der bekannten Sondenschaltung wird hier außerdem durch das Gegeneinanderlaufen des Temperaturkoeffizienten der Schaltung und des Temperaturkoeffizienten der Batterie nahezu aufgehoben.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kapazitive Dreipunktschaltung mit elektronisch steuerbarer Resonanzfrequenz des Schwingkreises, dadurch gekennzeichnet, daß als Kapazitäten des kapazitiven Spannungsteilers die Basis-Emitter-Strecke und Basis-Kollektor-Strecke eines im Sperrbereich betriebenen Transistors dienen, wobei diese beiden Kapazitäten durch Änderung der Spannungen zwischen Basis und Emitter bzw. Basis und Kollektor veränderbar sind.

2. Kapazitive Dreipunktschaltung nach An-Spruch 1, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in Endoradiosonden.

3. Kapazitive Dreipunktschaltung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in an sich bekannten Endoradiosonden, die eine Batterie sowie zur Messung des Säurewerts ein pH-Meßteil enthalten, das aus der eigentlichen Meßelektrode und einer Vergleichselektrode, die gleichzeitig die eine Batterieelektrode ist, besteht, in der Weise, daß die zwischen den beiden Batterieelektroden abgegriffene Spannung zum Betrieb der Dreipunktschaltung benutzt wird und die zwischen der Meßelektrode und der auch als Vergleichselektrode benutzte Batterieelektrode erhaltene Spannung zur Änderung der Kapazitäten des im Sperrbereich betriebenen Transistors benutzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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