DE2632645A1 - Geregelter transistor-quarz- oszillator - Google Patents

Description

• Geregelter Transist or-Quarz-Os zillator
• Die Erfindung betrifft einen geregelten Transistoroszillator mit kapazitiver Dreipunktschaltung und einer Trennstufe.
• Eür die Fehlerortung in T3?-Systemen sind Ortungsoszillatoren erforderlich. Bei breitbandigen Systemen muß mit sehr vielen Ortungsoszillatoren gerechnet werden.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Ortungsoszillator mit geringer Betriebßstromaufnahme zu schaffen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung der Oszillator derart ausgebildet, daß der Schwingtransistor der Transistortrennstufe und eine Zenerdiode, die als Referenzspannungsquelle für die Regelschaltung dient, gleichstroniinäßig in Reihe geschaltet sind und daß parallel zur Emitter-Kollektorstrecke des Schwingtransistors ein in Abhang,igkeit von der Ausgangswechselspannung des Oszillators gesteuerter Widerstand liegt.
• Durch diese Maßnahmen erhält man einen Oszillator mit äußerst geringer Betriebsstromaufnahme.
• Der gesteuerte Widerstand kann dabei die Emitter-Kollektorstrecke eines weiteren Transistors sein, dessen Basis über einen zusätzlichen Transistor angesteuert ist, wobei die Basis des zusätzlichen Transistors über einen Spitzenwert- Gleichrichter, an dem eingangsseitig die Ausgangswechselspannung der Trennstufe liegt, angesteuert ist.
• Bildet man den Transistoroszillator so aus, daß der Schwingquarz der Oszillatorstufe zwischen Basis des Schwingtransistors und Emitter des Transistors der Trennstufe liegt, so kann man die selektiven Eigenschaften des Quarzes zur Siebung bei der Ilrennstufe mit ausnutzen.
• Zweckmäßig wird der Transistoroszillator derart ausgebildet, daß die Basis des Schwingtransistors am Abgriff eines Spannungsteilers liegt, wobei das eine Ende des Spannungsteilers mit dem Kollektor und das andere Ende mit dem Emitter des Schwingtransistors verbunden ist und daß beide Widerstände des Spannungsteilers gleich groß sind.
• Anhand der Ausfiihrungsbeispiele nach den Figuren 1 und 2 wird die Erfindung näher erläutert.
• Figur 1 zeigt den Aufbau des Ortungsoszillators.
• Der Oszillatortransistox TI bildet zusammen mit den Kondensatoren C1 und C2 eine kapazitive Dreipunktschaltung, die den Schwingquarz Q mit einer Lastkapazität entsprechend der Serienschaltung der Kondensatoren C1 und C2 zieht. Der Schwingquarz Q liegt nicht wie üblich einpolig am Massepotential, sondern am Emitter des Trennstufentransistors 2, dessen Basis über den Kondensator C3 nach Masse abgeblockt ist. Diese Stufe arbeitet demnach in Basisschaltung, wobei im Kollektor ein Schwingkreis mit kapazitiver Spannungsteilung zur Ankopplung der Last dient.
• Die Betriebsgüte dieses auf die Schwingfrequenz von z.B. 3,9 NRz abgestimmten Kreises liegt unter 15, damit die Frequenzen 3,8 MHæ und 4,0 MHz noch innerhalb der 3-d3-Bandbreite liegen, wodurch ein Quarzwechsel in diesem Bereich möglich ist. Der dominierende Anteil der Kreisbelastung des Schwingkreises L, C5, C6 entsteht durch die Parallelschaltung von Widerstand R10 und Widerstand R9. Diese Wider- stände dienen, wie später noch beschrieben wird, der Vorspannungserzeugung in der Amplitudenregelstufe mit den Transistoren T3 und T4. Der Schwingquarz ist mit dem Eingangswiderstand der Basisschaltung von ca. 15 n abgeschlossen, der etwa um den Faktor 4 unter dem maximal möglichen Serienresonanzwiderstand liegt.
• Die Grundwel'e der verklirrten Oszillatorspannung zwischen Masse und der Basis des Oszlllatortransistors Tl wird niederohmig über den Quarz in den Emitter des Trennstufentransistors T2 eingespeist. Die Oberwellen erster und zweiter Ordnung sind jedoch nur über die Farallelkapazität des Schwingquarzes vergleichsweise hochohmig an den Emitter angekoppelt. Das bedeutet, daß der Klirrfaktor des Emitterstromes des #rennstufentransistors T2 deutlich unter dem der Oszillatorspannung liegt.
• Der Kollektorgleichstrom des Trennstufentransistors T2 ist im Interesse eines hohen Klirrabstandes genügend groß gegenüber der Wechselstromamplitude. Durch den Schwingkreis erfolgt eine weitere Selektion zur Erzielung des geforderten Klirrabstandes (z.B. 3 40 d3).
• Die Regelung der Schwingstufe erfolgt durch Äbwärtsregeln des Betriebsstromes des Oszillatortransistors T1.
• Figur 2 der Anlage zeigt ein vereinfachtes Schaltbild zur Erklärung der Wirkungsweise der Regelung.
• Igl ist in erster Näherung konstant, unter der Voraussetzung, daß der DiodenstHom ID # IE ist und die Diodenspannung UD konstant ist. Somit ist der Transistor T2 auch als Konstantstromquelle geschaltet. Es erfolgt sodann eine Stromteilung zwischen dem Transistor T1 und dem Regler. Durch die Beschaltung von Transistor T1 mit zwei gleich großen Spannungsteilerwiderständen R2 und R3 entsteht eine Einprägung der UCE-Spannung, die etwa den doppelten Wert der UBE-Spannung hat.
• Wenn der Reglerwiderstand z.B. so niederohmig wird, daß der Spannungsabfall an ihm <1,2 Vwird, dann geht der Strom IC von Trnnsi-vonTransi- stor T1 auf Null zurück.
• Für die weitere Betrachtung ist wieder Figur 1 der Anlage erforderlich. Der Reglerwiderjctand wird durch den Transistor T3 als Regeltransistor ersetzt.
• Die Diode D3 und der Kondensator C9 bilden die Spitzenwertgleichrichtung, wobei durch die Widerstände R9 und RIO die Diode in Sperrichtung vorgespannt wird.
• Der Temperaturkoeffizient und die Schwellspannung der Emitter-Basis-Diode von Transistor T4 und der Diode D3 kompensieren sich.
• Die Gleichspannung an dem Widerstand RIO ist die Referenzspannung der Regelung. Die Ausgangswechselspannung wird über den Kondensator C10 an die Referenzspannung angekoppelt.
• Wenn beim Anschwingvorgang die Amplitude am Schwingkreis den Wert der Spannung am Widerstand R10 überschreitet, beginnt die Diode D3 zu leiten. Der Transistor T4, der über den Widerstand R8 durchgeschaltet war, wird gesperrt, wodurch der Kollektorstrom absinkt.
• Gleichzeitig wird der Transistor T3 leitend und sein Kollektorstrom steigt, welches wiederum zur Folge hat, daß der Kollektorstrom des Transrstois T1 und seine Verstärkung sinken. Somit wird erreicht, daß sich die Schwingamplitude des Transistors T1 auf ihren stationären Wert begrenzt. Der Widerstand R7 und der Kondensator C8 sind eine Wechselspannungsgegenkopplung mit niederer Grenzfrequenz,zur Erzielung einer ausreichenden Stabilität der Amplitudenregelung.
• 4 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite

Claims (4)

1. Patentansprüche eregelter Transistoroszillator mit kapazitiver I)reipunktschaltung und einer Trennstufe, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Schwingtransistor (ei), die Transistortrennstufe (T2) und eine Zenerdiode (Z), die als Referenzspannungsquelle fUr die Regelschaltung dient, gleichstrommäßig in Reihe geschaltet sind und daß parallel zur Emitter-Eollektor strecke des Schwingtransistors (21) ein in Abhängigkeit von der Ausgangswechselspannung des Oszillators gesteuerter Widerstand (R) liegt.
2. 2. Geregelter Transistoroszillator nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der gesteuerte Widerstand (R) die Emitter-Kollektorstrecke eines weiteren Transistors (23) ist, dessen Basis über einen zusätzlichen Transistor (24) angesteuert ist, wobei die Basis des zusätzlichen Transistors (4) über einen Spitzenwert-Gleichrichter (#3, c9), an dem eingangaseitig die Ausgangswechselspannung der Trennstufe liegt, angesteuert ist.
3. 3. Geregelter Transistoroszillator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schwingquarz der Oszillatorstufe zwischen Basis des Schwingtransistors (T?) und Emitter des Transistors (22) der Trennstufe liegt.
4. 4. Geregelter Transistoroszillator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Basis des Schwingtransistors am Abgriff eines Spannungsteilers (R2, R3) liegt, wobei das eine Ende des Spannungsteilers (R2, R3) mit dem Kollektor und das andere Ende mit dem Emitter des Schwingtransistors verbunden ist und daß beide Widerstände des Spannungsteilers (R2, R3) gleich groß sind.