DE3147222A1 - Electrical device for generating frequencies - Google Patents
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Abstract
Description
Elektrische Einrichtung zum ErzeugenElectric device for generating
von Frequenzen Die Erfindung betrifft eine elektrische Einrichtung zum Erzeugen von ausgewählten, elektromagnetischen Frequenzen mit integrierten Halbleiterbauelementen. of frequencies The invention relates to an electrical device for generating selected electromagnetic frequencies with integrated semiconductor components.
Bekannt sind Schwingkreise, z.B. solche mit der Kombination von Induktionsspule und Kondensator, sogenannte L-C-Glieder, oder auf der Basis eines Quarzkristalls. Mit diesen bekannten Schwingkreisen kann man Oszillatoren bauen, die beispielsweise an ein Radioempfangsgerät angeschlossen werden und der Bestimmung der Abhörfrequenz dienen. Durch die Induktivitäten und Kapazitäten als Schwingkreise der bekannten Oszillatoren zeigen sich aber technische Nachteile. verschiedener Art. Z.B. müssen die bekannten Induktionsspulen und Kondensatoren stets außerhalb eines integrierten Verstärkers angeordnet sein. Durch die mechanischen Abmessungen der Bauteile ist ein verhältnismäßig großer Raumaufwand gegeben. Die großen Außenmaße bekannter Oszillatoren sind besonders bei niedrigen Frequenzen nachteilig. Weiterhin sind die Schwingkreiskomponenten der bekannten Oszillatoren temperaturabhängig, wodurch sich eine unerwünschte Frenquenzdrift ergibt. Die Induktivitäten haben ferner hohe Schwingkreisströme und verursachen hierdurch magnetische Felder, die in der Nachbarschaltung Störungen hervorrufen können.Resonant circuits are known, e.g. those with a combination of induction coils and capacitor, so-called L-C elements, or based on a quartz crystal. With these well-known resonant circuits you can build oscillators, for example connected to a radio receiver and determining the listening frequency to serve. Due to the inductances and capacitances as resonant circuits of the well-known However, oscillators have technical disadvantages. of various kinds. E.g. must the well-known induction coils and capacitors always outside an integrated Be arranged amplifier. Due to the mechanical dimensions of the components given a relatively large amount of space. The large external dimensions of well-known oscillators are particularly disadvantageous at low frequencies. Furthermore, the oscillating circuit components are of the known oscillators temperature-dependent, which results in an undesirable frequency drift results. The inductances also have high oscillating circuit currents and cause this creates magnetic fields that cause interference in the neighboring circuit can.
Ähnliches gilt auch für die unvermeidlichen elektrischen Felder eines Kondensators. Durch die Anordnung verschiedener elektrischer Bauteile nebeneinander kann sich mit Nachteil eine Verstimmung der Induktionsspule ergeben. Bei unzweckmäßiger Anordnung der einzelnen Bauteile kann sich sogar eine Rückkopplung der Spulen ergeben. Nachteilig ist ferner die Feuchtigkeitsempfindlichkeit der bekannten Oszillatoren mit der damit verbundenen Frenquenzverschiebung; die Güteabhängigkeit der einzelnen Bauteile, und es ist auch beobachtet worden, daß die Anordnung nicht immer gesichert anschwingt.The same applies to the inevitable electric fields of a Capacitor. By arranging various electrical components next to one another can result in a detuning of the induction coil, which is disadvantageous. In the case of inexpedient Arrangement of the individual components can even result in feedback of the coils. Another disadvantage is the moisture sensitivity of the known oscillators with the associated frequency shift; the quality dependence of the individual Components, and it has also been observed that the arrangement is not always secured swings up.
Die auf der Basis eines Quarzkristalles aufgebauten bekannten Oszillatoren können zwar den einen oder anderen Nachteil der Oszillatoren mit L-C-Gliedern ausschalten, sie sind aber teuer und haben doch immer noch verhältnismäßig große Außenabmessungen. Mit Nachteil sind die Quarzoszillatoren mit einer festen Frequenz ausgestattet, tattet, Frequenzvariationen ermöglicht. Durch die Temperaturabhängigkeit des Quarzkristalls ist unter bestimmten Bedingungen sogar ein Heizgerät erforderlich, um eine hohe Frequenzkonstanz zu gewährleisten.The well-known oscillators built on the basis of a quartz crystal can eliminate one or the other disadvantage of oscillators with L-C elements, however, they are expensive and yet still have relatively large external dimensions. The disadvantage of the crystal oscillators is that they have a fixed frequency, allows frequency variations. Due to the temperature dependence of the quartz crystal a heater is even required under certain conditions to achieve a high To ensure frequency constancy.
Man hat zwar schon versucht, die vorstehend erwähnten Nachteile in der Praxis dadurch auszugleichen, daß-man einen höheren konstruktiven Aufwand treibt. Man hat insbesondere bei den Geräten mit L-C-Gliedern auf eine Anderung der Lage der einzelnen elektrischen Bauteile geachtet, um die richtige Frequenz zu erhalten und die Amplitude in der richtigen Weise zu beeinflussen. Eine generelle Lösung des Problemes zur Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile ist dadurch jedoch nicht vorgeschlagen.Attempts have already been made to address the disadvantages mentioned above in to compensate in practice by the fact that-one drives a higher constructive effort. One has to change the situation especially in the case of devices with L-C links Pay attention to the individual electrical components in order to obtain the correct frequency and to influence the amplitude in the right way. A general solution the problem of avoiding the above-mentioned disadvantages is thereby not suggested.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zum Erzeugen von ausgewählten, elektromagnetischen Frequenzen mit integrierten Halbleiterbauelementen zu schaffen, ohne daß äußere Spulen, externe Kondensatoren oder ein Schwingquarz eingesetzt werden müssen.The object of the invention is therefore to provide a device for generating of selected electromagnetic frequencies with integrated semiconductor components without the need for external coils, external capacitors or an oscillating crystal must be used.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem geschlossenen elektrischen Ring mindestens ein invertierender Verstärker geschaltet ist. Eine derartige Schaltung ist erstaunlich einfach, denn man brauc beispielsweise den Eingang eines invertierenden Verstärkers lediglich mit dessen Ausgang zu verbinden. Durch die Signallaufzeit im Verstärker ergibt sich'die Frequenz. Es ist durch diese Maßnahme gemäß der Erfindung möglich, mit verschiedenen Technologien, z.B. MOS, TTL und ECL-Logiken Oszillatoren zu bauen, die je nach der Anzahl der Verstärker und damit der Größe der Laufzeit des Signals im Verstärker verschie- dene Frequenzen zu erzeugen. Durch die Verwendung von Gat tern aus der Digitaltechnik (z.B. TTL 74 S 04-Typen) ist es möglich, Frequenzen bis 250 MHz direkt zu erzeugen.This object is achieved in that in a closed electrical ring at least one inverting amplifier is connected. One Such a circuit is astonishingly simple, because you need the input, for example of an inverting amplifier only to be connected to its output. By the signal propagation time in the amplifier results from the frequency. It is through this measure possible according to the invention with different technologies, e.g. MOS, TTL and ECL logics Build oscillators depending on the number of amplifiers and therefore the size the transit time of the signal in the amplifier different frequencies to create. By using gates from digital technology (e.g. TTL 74 S 04 types) it is possible to generate frequencies up to 250 MHz directly.
Die Maßnahmen gemäß der Erfindung erlauben in überraschenderweise den Verzicht auf externe elektrische Bauelemente, denn es ist die Erzeugung der elektromagnetischen Frequenzen durch den Einsatz nur eines oder mehrerer Verstärker oder Gatter möglich. Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn der Verstärker erfindungsgemäß ein- oder mehrstufig aufgebaut ist. Der Verstärker kann dabei z.B. ein Transistor sein.The measures according to the invention surprisingly allow dispensing with external electrical components, because it is the generation of the electromagnetic frequencies through the use of only one or more amplifiers or gate possible. It is therefore particularly advantageous if the amplifier according to the invention is built up in one or more stages. The amplifier can, for example, be a transistor be.
Dies ist ersichtlich eine einfache Schaltung.This can be seen as a simple circuit.
Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Verstärker eine Analogschaltung. Hiermit ist eine gute Trennschärfe erreichbar, und man hat wenig Oberwellenanteile, z.B. für die Radioempfänger-Oszillatoren. Für eine andere Anwendung kann es aber zweckmäßig. sein, wenn erfindungsgemäß der Verstärker eine Digitalschaltung ist. Diese hätte dann viele Oberwellenanteile, die man z.B. für die Frequenz-Vervielfachung wünscht, z.B. bei Eictgeneratoren.In an advantageous further embodiment of the invention, the amplifier is an analog circuit. With this, a good selectivity can be achieved, and one has few harmonics, e.g. for the radio receiver oscillators. For another However, it can be used appropriately. be if according to the invention the amplifier a Digital circuit is. This would then have many harmonic components, which can be used e.g. for the frequency multiplication is desired, e.g. with electric generators.
Zweckmäßig ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn mehrere Verstärker in dem elektrischen Ring hintereinander geschaltet sind und der Eingang des ersten mit dem Ausgang des letzten verbunden ist. Mindestens ein Verstärker dieser Kette muß ein invertierender Verstärker sein. Ein Ausführungsbei spiel für die mit einer solchen Schaltung erreichte klare Oszillatorfrequenz wird nachfolgend gegeben. Die Lösung der vorstehend genannten Aufgabe gelingt also in diesem elektrischen Ring bei Beachtung der erfindungsgemäßen Maßnahme und insbesondere dann, wenn invertierende und nichtinvertierende Verstärker in beliebiger Reihenfolge in dem elektrischen Ring geschaltet sind.It is also expedient according to the invention if several amplifiers are connected in series in the electrical ring and the input of the first connected to the output of the last. At least one amplifier in this chain must be an inverting amplifier. An exemplary embodiment for those with a The clear oscillator frequency achieved in such a circuit is given below. the The above-mentioned object is thus achieved in this electrical ring when observing the measure according to the invention and especially when inverting and non-inverting amplifiers in any order in the electrical Ring are connected.
Wenn bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung am Eingang mindestens eines Verstärkers ein veränderbarer Wiederstand angeschaltet ist, oder auch ein Wider- stand am Gattereingang, dann kann die Frequenz in einem gewissen Band - im Verhältnis zur Oszillatorfrequenz in kleinen Beträgen - durch die Änderung dieses Widerstandes variiert werden, z.B. innerhalb 10 MHz. Diese Frequenzva-# riation erfolgt dadurch, daß die Signallaufzeit im Gatter oder Verstärker durch den Widerstand vergrößert wird. Mit anderen Worten kann durch die Änderung des genannten Widerstandes die Frequenz des erfindungsgemäßen Oszillators an einem beliebigen Eingang verändert werden.If in a further advantageous embodiment of the invention a variable resistor is switched on at the input of at least one amplifier is, or also a contradiction stood at the gate entrance, then she can Frequency in a certain band - in relation to the oscillator frequency in small Amounts - can be varied by changing this resistance, e.g. within 10 MHz. This frequency variation takes place in that the signal propagation time in the gate or amplifier is enlarged by the resistance. In other words it can go through the change in said resistance, the frequency of the oscillator according to the invention can be changed at any input.
Günstig ist es erfindungsgemäß weiterhin, wenn der Verstärker mindestens zwei Eingänge aufweist, von denen einer als Schalteingang verwendet wird. Diese Ausführungsform gestattet das An- und Abschalten des Verstärkers durch Anlegen einer Spannung an einen seiner beiden Eingänge. Bei Schaltungen der vorstehend genannten Art ist ein Oszillator herstellbar, der sehr viele Oberwellen hat, z.B. die erste, zweite, dritte usw., die beim Entstehen einer Oszillatorfrequenz alle gleichzeitig auch entstehen, allerdings mit unterschiedlicher Amplitude.According to the invention, it is also advantageous if the amplifier is at least has two inputs, one of which is used as a switching input. These Embodiment allows the amplifier to be switched on and off by applying a Voltage at one of its two inputs. With circuits of the above Art an oscillator can be produced that has a lot of harmonics, e.g. the first, second, third, etc., all of which at the same time when an oscillator frequency arises also arise, but with different amplitudes.
Die Amplitude der Oberwellen kann man je nach Beschaltung erfindungsgemäß dadurch einstellen, daß im Betriebsstromkreis mindestens eines Verstärkers ein vorzugsweise veränderbarer Widerstand zwischengeschaltet ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Oberwellenanteil der Schwingschaltung zu dämpfen, wobei der Oberwellenanteil mit zunehmendem Widerstand geringer wird. Der Verstärker-klirrt dann nicht so stark wie ohne die Widerstandsbedämpfung. Dabei ist zu beachten, daß man den Widerstand, der vorzugsweise veränderbar ist, als internen oder auch als externen Widerstand ausbilden bzw. zuschalten kann.The amplitude of the harmonics can be determined according to the invention, depending on the wiring set by having at least one amplifier in the operating circuit, preferably a variable resistance is interposed. In this way it is possible to attenuate the harmonic component of the oscillating circuit, the harmonic component decreases with increasing resistance. The amplifier then does not clink as much like without the drag damping. It should be noted that the resistance, which is preferably changeable, as an internal or also as an external resistor can train or connect.
Die Frequenzerzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung ist ersichtlich einfach aufgebaut und sehr funktionssicher.The frequency generating device according to the invention can be seen simply structured and very reliable.
Durch die Verzögerungszeit der Verstärker oder Gatter kann die Frequenz bestimmt werd#n, ~und das gleiche gelingt auch durch Veränderung der Anzahl der Verstärker, der Gatter bzw.Due to the delay time of the amplifier or gate, the frequency # n, ~ are determined and the same can be achieved by changing the number of Amplifier, the gate resp.
der Inverter. Es versteht sich dabei, daß man den Verstärker mit Verzögerungsleitungen kombinieren kann.the inverter. It goes without saying that you can use the amplifier with delay lines can combine.
Besonders vorteilhaft ist aber ferner die Verwendung des oben erläuterten Oszillators als Filter. Legt man nämlich in der Verbindungsleitung zwischen Ausgang und Eingang des Verstärkers einen Widerstand, der gerade so groß ist, daß die beschriebene Schaltung mit dem invertierenden Verstärker nicht schwingt, dann ergibt sich eine neue Ansteuermöglichkeit. Wird nämlich dann ein Signal an den Eingang des Verstärkers angelegt, welches unterhalb der Eigenfrequenz der Schaltung liegt, so schwingt der Oszillator schwach mit.However, the use of what has been explained above is also particularly advantageous Oscillator as a filter. If you put it in the connection line between the output and input of the amplifier a resistance which is just so large that the one described Circuit with the inverting amplifier does not oscillate, then one results new control option. This is because then a signal is sent to the input of the amplifier applied, which is below the natural frequency of the circuit, the oscillates Oscillator weak with.
Je näher die Frequenz des am Eingang des Verstärkers angelegten Signales gleich der Eigenfrequenz des Oszillators ist, um so stärker schwingt der Oszillator, weil das System sozusagen in seinen Resonanz zustand gebracht wird. Dabei ist die größte Amplitude genau bei der Resonanzfrequenz zu erwanten, während zu größeren oder kleineren Frequenzen im Abstand von der Resonanzfrequenz die Amplitude langsam abnimmt. Auf diese Weise erhält man ein Filter mit einem gewünschten Frequenz fenster. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Verstärker des erfindungsgemäßen Oszillators am Eingang hochohmig geschaltet ist.The closer the frequency of the signal applied to the input of the amplifier is equal to the natural frequency of the oscillator, the stronger the oscillator vibrates, because the system is brought into resonance, so to speak. Here is the Expect the largest amplitude exactly at the resonance frequency, while too large or lower frequencies at a distance from the resonance frequency slow the amplitude decreases. In this way a filter with a desired frequency window is obtained. It is useful if the amplifier of the oscillator according to the invention on Input is switched to high resistance.
Die bekannten Filter, auch Ringfilter oder Ringhybride genannt, sind am Eingang mit Nachteil nämlich niederohmig.The known filters, also called ring filters or ring hybrids, are at the entrance with a disadvantage namely low resistance.
Die bekannten Ringhybride stellen ferner nur einen einfachen Ring entsprechend geringer Leistung dar, denn es ist kein Verstärker zwischengeschaltet. Durch die Verwendung des neuen Oszillators als Filter hat man den Vorteil, daß Verstärker und Filter ein Teil sind bzw. der Filter mit integriertem Verstärker versehen ist. Der Vorteil der Hochohmigkeit wurde schon angesprochen, und die Empfindlichkeit der Anordnung gemäß der Erfindung ist gegenüber den bekannten Ringfiltern ebenfalls höher.The known ring hybrids also represent only a simple ring correspondingly low power, because there is no amplifier connected. Using the new oscillator as a filter has the advantage that an amplifier and filters are a part or the filter is provided with an integrated amplifier. The advantage of the high resistance has already been mentioned, and the sensitivity the arrangement according to the invention is also opposite to the known ring filters higher.
Besonders günstig ist es dabei, wenn man bei Einsatz eines Verstärkers mit zwei oder drei Eingängen auch noch eine Abstimmung des Filters, d.h. ein Verschieben des Frequenzfensters vorsehen-kann. Dies geschieht durch Verändern des am Eingang des, Verstärkers angelegten Widerstandes, der oben schon beschrieben ist.It is particularly beneficial if you use an amplifier with two or three entrances there is also one Tuning the filter, i.e. can provide for a shifting of the frequency window. This is done by changing of the resistor applied to the input of the amplifier, which has already been described above is.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:-Figur 1 schematisch die einfachste Ausbildung der erfindungsgemäßen Schaltung mit nur einem Verstärker, Figur 2 die gleiche Schaltung wie Figur 1, wobei jedoch statt eines hier drei invertierende Ve-rstärker eingesetzt sind, Figur 3 eine Oszillatorschaltung ähnlich der Figur 1, wobei jedoch ein Verstärker nachgeschaltet ist, Figur 4 eine Schwingschaltung anderer Ausführungsform mit zugeschalteten, veränderbarem Widerstand zwischen den ersten beiden Verstärkern, Figur 5 eine Kette mehrerer hintereinander geschalteter# Verstärker, die mit einem Schalter wahlweise zu- bzw.Other advantages, features and uses of the present Invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments in conjunction with the drawings. They show: -Figure 1 schematically the simplest Formation of the circuit according to the invention with only one amplifier, Figure 2 the same circuit as Figure 1, but instead of one here three inverting Amplifiers are used, Figure 3 shows an oscillator circuit similar to the figure 1, but with an amplifier connected downstream, FIG. 4 an oscillating circuit Another embodiment with switched on, variable resistance between the first two amplifiers, Figure 5 a chain of several # Amplifiers that can be switched on or off with a switch.
abgeschaltet werden können, Figur 6 die Schaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung als Filter, Figur 7 die gleiche Schaltung wie in Figur 6, wobei jedoch der Verstärker zwei getrennte-Eingänge hat und Figur 8 eine ähnliche Schaltung wie bei Figur 7, wobei jedoch der Verstärker drei Eingänge hat. can be switched off, Figure 6 shows the circuit of the invention Device as a filter, Figure 7 the same circuit as in Figure 6, but with the amplifier has two separate inputs and Figure 8 has a similar circuit as in Figure 7, but the amplifier has three inputs.
Allen Figuren gemeinsam ist der geschlossene elektrische Ring 1, der aus einem invertierenden Verstärker 2 besteht, dessen Ausgang 3 mit dem Eingang 4 über eine Leitung 5 verbunden ist. Abgangsseitig liegen alle Schaltungen über einen Kondensator C und einen Widerstand R1 an Erde.Common to all figures is the closed electrical ring 1, the consists of an inverting amplifier 2, the output 3 of which is connected to the input 4 is connected via a line 5. All circuits are on the output side a capacitor C and a resistor R1 to ground.
R1 = Lastwiderstand, C ist nicht unbedingt nötig.R1 = load resistance, C is not absolutely necessary.
Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 4 und 6 bis 8 ist der elektrische Ring 1 geschlossen, bei der Aus- führungsform der Figur 5 sind zusätzlich weitere alternative elektrische Ringe möglich, die durch den schematisch durch den Pfeil 6 angedeuteten Schalter schließbar sind.In the embodiments according to Figures 1 to 4 and 6 to 8 is the electrical ring 1 is closed, when the management form of Figure 5, additional alternative electrical rings are possible through the switch indicated schematically by the arrow 6 can be closed.
Die Schaltung nach Figur 1 ist einstufig, d.h. sie weist in dem elektrischen Ring 1 nur einen invertierenden Verstärker 2 auf.The circuit of Figure 1 is single-stage, i.e. it has in the electrical Ring 1 only has an inverting amplifier 2.
Die Schaltung der Fig. 2 weist drei hintereinander in Reihe geschaltete invertierende Verstärker 2 im elektrischen Ring 1 auf. Verwendet man bei beiden Schaltungen nach Fig. 1 und auch nach Fig. 2 denselben invertierenden Verstärker 2, so ergibt sich eine Laufzeitvergrößerung des Signals im elektrischen Ring 1 der Fig. 2 im Vergleich zu dem in Fig. 1.The circuit of FIG. 2 has three connected in series inverting amplifier 2 in the electrical ring 1. Used with both Circuits according to FIG. 1 and also according to FIG. 2 the same inverting amplifier 2, the result is an increase in the transit time of the signal in the electrical ring 1 of the FIG. 2 in comparison to that in FIG. 1.
Die Schaltung der Fig. 3 hat den Vorteil, daß der Ausgang 3 dieser Oszillatorschaltung nicht belastet ist, denn die effektive Last nimmt der nachgeschaltete Verstärker 7 auf.The circuit of Fig. 3 has the advantage that the output 3 of this The oscillator circuit is not loaded, because the downstream takes the effective load Amplifier 7 on.
Im Unterschied zu den anderen Verstärkern 2 bzw. 8 erkennt man hier, daß in Figur 3 der nachgeschaltete Verstärker 7 nicht in einem elektrischen Ring kurzgeschlossen ist.In contrast to the other amplifiers 2 and 8, you can see here that that in Figure 3, the downstream amplifier 7 is not in an electrical ring is shorted.
Bei der Ausführungsform der Figur 4 erkennt man die Hintereinanderschaltung von vier Verstärkern, wobei der erste Verstärker 2 invertierend ist, während die anderen drei Verstärker 8 nichtinvertierend sind. Zwischen dem invertierenden Verstärker 2 und dem ersten nachfolgenden Verstärker 8, d.h. am Ausgang des invertierenden Verstärkers 2 bzw. am Eingang des nichtinvertierenden ersten Verstärkers 8 ist ein veränderbarer Widerstand R2 angeschaltet, mit welchem die Frequenz variiert werden kann. Dieser Widerstand R2 kann ein tatsächlich veränderbarer Widerstand als Bauteil; alternativ aber auch ein Transistor sein. Der Widerstand R2 ist in Figur 4 an seiner unteren Seite als an Erde geschaltet gezeigt. Diese Seite kann aber ebenfalls auch an eine Betriebsspannung angelegt werden.In the embodiment of FIG. 4, the series connection can be seen of four amplifiers, the first amplifier 2 being inverting, while the the other three amplifiers 8 are non-inverting. Between the inverting amplifier 2 and the first subsequent amplifier 8, i.e. at the output of the inverting Amplifier 2 or at the input of the non-inverting first amplifier 8 is a variable resistor R2 switched on, with which the frequency can be varied can. This resistor R2 can actually be a variable resistor as a component; alternatively, however, it can also be a transistor. Resistor R2 is at his in Figure 4 lower side shown connected to earth. But this page can also can be applied to an operating voltage.
Die Ausführungsform der Fig. 5 zeigt wiederum eine Reihe hintereinander geschalteter Verstärker 2 bzw. 8 in dem elektrischen Ring 1. Abgesehen von dem zugeschalteten Widerstand R2 bzw. dem nachgeschalteten Verstärker 7 der Figuren 4 und 3 vereinigt die Schaltun#g der Figur 5 die vorher erwähnten Ausführungsformen. Dies gelingt dadurch, daß am Eingang 4 des ersten und invertierenden Verstärkers 2 ein Schalter 6 liegt, der die verschiedenen elektrischen Ringe schließt.The embodiment of FIG. 5 again shows a series behind each other switched amplifier 2 or 8 in the electrical ring 1. Apart from the switched on Resistor R2 or the downstream amplifier 7 of Figures 4 and 3 combined the circuit of FIG. 5 shows the aforementioned embodiments. This works in that at the input 4 of the first and inverting amplifier 2, a switch 6, which closes the various electrical rings.
Gezeigt ist derjenige Zustand, bei welchem der Eingang 4 des ersten invertierenden Verstärkers 2 mit dem Ausgang 3' des letzten Verstärkers 8 über die Leitung 5 verbunden ist.That state is shown in which the input 4 of the first inverting amplifier 2 to the output 3 'of the last amplifier 8 via the Line 5 is connected.
Der letzte Verstärker 8 wird dadurch ausgeschaltet, daß der Schalter die Verbindung über Leitung 5' vorsieht, und so weiter bis alle nachgeschalteten Verstärker 8 dadurch ausgeschaltet werden können, daß die Leitung 51 11"' zugeschaltet wird, wodurch wiederum nur der Ausgang 3 des ersten invertierenden Verstärkers 2 mit seinem Eingang 4 verbunden ist.The last amplifier 8 is switched off by the switch the connection via line 5 'provides, and so on until all downstream Amplifier 8 can be switched off in that line 51 11 "'is switched on is, which in turn only the output 3 of the first inverting amplifier 2 is connected to its input 4.
Man sieht hier besonders deutlich, wie man durch die Betätigung des Schalters 6 die Frequenz der Oszillatorschaltung ändern kann.Here you can see very clearly how you can use the Switch 6 can change the frequency of the oscillator circuit.
In dem elektrischen Ring 1 bei der Ausführungsform der Fig.In the electrical ring 1 in the embodiment of FIG.
6 ist zwischen Eingang 4 und Ausgang 3 des invertierenden Verstärkers 2 ein Widerstand R3 geschaltet, der gerade so groß ist, daß die,Schåltung gemäß Fig. 6 nicht schwingt.6 is between input 4 and output 3 of the inverting amplifier 2, a resistor R3 connected, which is just large enough that the circuit according to Fig. 6 does not oscillate.
Wird nun ein Signal an den Eingang 4 des elektrischen Ringes 1 angelegt, welches unterhalb der Eigenfrequenz der Schaltung der Figur 6 liegt, so schwingt der Oszillator nicht oder nur schwach. Verändert man die Frequenz des am Eingang 4 liegenden Signals, dann schwingt der-Oszillator nach Fig.If a signal is now applied to input 4 of the electrical ring 1, which is below the natural frequency of the circuit of Figure 6, so oscillates the oscillator not or only weakly. If you change the frequency of the input 4 lying signal, then the oscillator oscillates according to Fig.
6 umso stärker, je näher die Frequenz des Eingangssignals an die Eigenfrequenz der Oszillatorschaltung herankommt.6 the stronger the closer the frequency of the input signal to the natural frequency the oscillator circuit comes up.
Diese Schaltung-ist daher eine Filterschaltung, die ein Frequenzfenster vorgibt.This circuit is therefore a filter circuit that has a frequency window pretends.
Figur 7 ist der Schaltung der Figur 6 sehr ähnlich, nur daß der Verstärker 2 zwei getrennte Eingänge hat und der Widerstand R3 im Verstärker 2 integriert-ist.Figure 7 is very similar to the circuit of Figure 6, except that the amplifier 2 has two separate inputs and the resistor R3 is integrated in amplifier 2.
Die Schaltung der Figur 8 ist ebenfalls ähnlich denen nach Figuren 6 und 7, der Verstärker 2 hat hier aber ersichtlich drei Eingänge, wobei der untere Eingang 9, an dem (nicht dargestellt) im Verstärker 2 ein Widerstand integriert angeschaltet ist, die Funktion des Widerstandes R2 nach Fig.4 hat. Figur 8 ist damit sozusagen eine Kombination der Schaltungen aus den Fig. 4 und 7. Die Schaltung nach Figur 8 ist also als abstimmbares Filter anzusehen, bei welchem das Frequenzfenster verschoben werden kann. Dies gelingt durch Anderung des Widerstandes R2 (siehe Fig. 4), der hier aber im Verstärker 2 enthalten ist. Bei der Schaltung der Fig. 8 ist dieser Widerstand, der z.B. ein Halbleiterbauelement innerhalb der mechanischen Einheit 2 sein kann, dadurch veränderbar, daß am Eingang 9 eine Spannung angelegt wird.The circuit of FIG. 8 is also similar to that of the figures 6 and 7, but the amplifier 2 here clearly has three inputs, the lower one Input 9, at which (not shown) in amplifier 2 a resistor is integrated is switched on, has the function of the resistor R2 according to Fig.4. Figure 8 is so a combination, so to speak, of the circuits from FIGS. 4 and 7. The circuit according to FIG FIG. 8 is therefore to be regarded as a tunable filter in which the frequency window can be moved. This is achieved by changing the resistance R2 (see Fig. 4), which is included in amplifier 2 here. In the circuit of FIG this resistance, which e.g. a semiconductor component within the mechanical Unit 2 can be changed in that a voltage is applied to input 9 will.
Verwendet man als Verstärker ein Gatter des Typs 74 S 04, so ergeben sich folgende Versuchsergebnisse: Beispiel 1 Schaltung nach Figur 1 Kondensator C = 500 pf und R1 = 50 Ohm. Es ergibt sich fo = 247,27 MHz f1 = 494,54 MHz mit 32 dBm Oberwellenabstand f2 = 741,81 MHz mit 40 dBm Oberwellenabstand Beispiel 2 Die Schaltung entsprach der nach Fig. 2 mit drei Gattern (Digitalschaltung).If a type 74 S 04 gate is used as an amplifier, the result is The following test results were found: Example 1 circuit according to FIG. 1 capacitor C = 500 pf and R1 = 50 ohms. The result is fo = 247.27 MHz f1 = 494.54 MHz with 32 dBm harmonic spacing f2 = 741.81 MHz with 40 dBm harmonic spacing Example 2 Die The circuit corresponded to that of FIG. 2 with three gates (digital circuit).
Frequenz Pegel fo =. 55,50 MHz O dBm fl = 111,00 MHz -11 dBm f2 = 166,50 MHz -31 dBm f3 = 222,00 MHz -31 dBm Beispiel 3 Schaltung mit fünf Gattern 74 S 04. Frequency level fo =. 55.50 MHz O dBm fl = 111.00 MHz -11 dBm f2 = 166.50 MHz -31 dBm f3 = 222.00 MHz -31 dBm Example 3 circuit with five gates 74 S 04.
Frequenz Pegel fo = 31,5 MHz 0 dBm fl = 2 x 31,5 MHz - 6 dBm f2 = 3 x 31,5 MHz - 20 dBm f3 = 4 x 31,5 MHz - 20 dBm f4 = 5 x 31,5 MHz - 20 dBm f5 = 6 x 31,5 MHz - 23 dBm f6 = 7 x 31,5 MHz - 36 dBm f7 = 8 x 31,5 MHz - 30 dBm Frequency level fo = 31.5 MHz 0 dBm fl = 2 x 31.5 MHz - 6 dBm f2 = 3 x 31.5 MHz - 20 dBm f3 = 4 x 31.5 MHz - 20 dBm f4 = 5 x 31.5 MHz - 20 dBm f5 = 6 x 31.5 MHz - 23 dBm f6 = 7 x 31.5 MHz - 36 dBm f7 = 8 x 31.5 MHz - 30 dBm
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