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Schaltungsanordnung zur Begrenzung des Wirkungsbereiches einer Frequenzregulierung bei Oszillatoren
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sind drei unterschiedliche Ausführungsformen in den Fig. 2-4 dargestellt.
In Fig. 2 wird die Fehlerspannung aus dem Verstärker 6 dem Eingang E zugeführt. Am Ausgang A wird die begrenzte Fehlerspannung abgenommen. Zwischen dem Eingang E und dem positiven Pol einer Spannungsquelle liegt ein erster Spannungsteiler R2 - R3. Der gemeinsame Punkt dieser Widerstände R2 - R3 ist auf den Emitter eines Transistors Tl geftihrtund über eine Diode G2 mit einem Spannungsteiler R7 - R8 zwischen dem positiven Pol der Spannungsquelle und Masse verbunden. Zwischen dem Eingang E und dem positiven Pol der Spannungsquelle liegt ein zweiter Spannungsteiler R5 - R6, der an die Basis des Transistors Tl geführt und über die Diode Gl mit dem Spannungsteiler R7 - R8 verbunden ist.
Der Kollektor des Transistors Tl ist mit der Basis eines Transistors T2 verbunden und erhält das negative Potential über einen Widerstand R4 vom negativen Pol der Spannungsquelle. Zwischen dem Eingang E und dem Kollektor des Transistors T2 liegt ein Widerstand R1. Der Emitter dieses Transistors T2 ist an Masse geschaltet. Der Ausgang A ist mit dem Kollektor des Transistors T2 verbunden.
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Eingang E wird der Transistor Tl gesperrt.
In einem angenommenen Beispiel seien diese Grenzspannungen +3 und -3 V, die positive Quellenspannung +20 V, der Widerstand R7 1 k# und der Widerstand R8 2 k. Am Spannungsteilerabgriff liegt ein Potential von +6, 6V. Steigt das Potential am Eingang E über +3V, so wird das Basispotential über den Spannungsteiler R5 - R6 mit den Werten 10 kQ und 33 M auf +7 V angehoben. Das Emitterpotential steigt wegen des Spannungsabfalles an der Diode G2 von +6,6 V auf +7 V, wodurch der Transistor Tl sperrt. Sinkt hingegen das Potential am Eingang E unter-3 V, so wird das Emitterpotential über den Spannungsteiler R2 - R3 mit den Werten 20 kss und 30 kfa auf +6, 2 V abgesenkt.
Durch die Wirkung der Diode G1 bleibt das Basispotential auf +6, 2 V, womit der Transistor Tl ebenfalls gesperrt ist.
Beisperrendem Transistor T1 wird das Basispotential des Transistors T2 negativ und der Transistor T2 leitet. Durch den leitenden Transistor T2 wird der Ausgang A mit Masse verbunden.
Bei leitendem Transistor Tl ist die Basis des Transistors T2 positiv, wodurch dieser Transistor
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Eingang Eist tiber den Schutzwiderstand R1 mit dem AusgangFig. 2. Die Steuerung des Transistors T3 erfolgt durch einen Differenzverstärker, gebildet aus den Transistoren Tl und T2. Beide Transistoren Tl und T2 werden basisseitig über Spannungsteiler R2 - R3 und R5 - R6 gesteuert. Diese Spannungsteiler sind derart dimensioniert, dass innerhalb der Grenzspannungen der Transistor Tl leitet und der Transistor T2 sperrt. Wird das Potential am Eingang
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negativer als die untere Grenzspannung, so wird das Potential an der Basis des Transistorswodurch der Transistor T2 leitet. Der leitende Transistor T2 bewirkt, dass das Emitterpotential kleiner wird.
Das Potential an der Basis des Transistors Tl wird durch die Diode G2 festgehalten, und durch das kleinere Emitterpotential sperrt der Transistor Tl.
Steigt das Potential am Eingang E über die obere Grenzspannung, so steigt das Basispotential am Transistor Tl. Das Potential an der Basis des Transistors T2 wird über die Diode G1 auf einem
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den Spannungsteiler R7 - RB gegebenen Wert festgehalten und damit die Emitterspannung begrenzt.in der Weise, dass beim Über- und Unterschreiten der Grenzspannungen der Ausgang A auf Masse kurzgeschlossen wird.
In einzelnen Fällen ist dieses Kurzschliessen unerwünscht. Selbstverständlich kann der Schalttransistor auch in der Weise angeschlossen werden, dass die Verbindung zwischen Eingang und Ausgang unterbrochen ist.
In Fig. 4 ist eine derartige Schaltungsanordnung unter Verwendung der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 2 gezeigt. Der Unterschied in der Wirkungsweise liegt darin, dass gemäss Fig. 4 der Transistor Tl infolge der Bemessung der Spannungsteiler R2 - R3 und R5 - R6 innerhalb der Grenzspannungen gesperrt ist. Die Dioden G1 und G2 sind umgekehrt gepolt als diejenigen in der Fig. 2. Der Schalttransistor T2 arbeitet in gleicher Weise wie bei der Anordnung gemäss Fig. 2. Bei unterbrochener Leitung zwischen
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dem Eingang E und dem Ausgang A ist der Ausgang über den Widerstand R10 auf Massepotential geschaltet.
Fig. 5 zeigt ein erstes Anwendungsbeispiel der Erfindung mit der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 3.
Die Reflektorspannung für das Klystron K wird einem Wechselstromnetz über einen Gleichrichter mit einem Transformator W und einer Gleichrichterschaltung B mit dem Ladekondensator C entnommen. Mit einer Entladungslampe S wird nach dem Widerstand R12 die gleichgerichtete Spannung aus dem Gleichrichter B stabilisiert. Der Widerstand Rll ist ein Potentiometer, von dem der abge-
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Teil mit dem Kondensatorzugeführt. Es hat sich gezeigt, dass, wenn die RegelspÅannung einen Wert von + 2 bis l 3 V erreicht, der Hohlraumresonator bei 10 GHz um etwa 5 MHz von der Modusmitte verstimmt ist. Eine Regulierung durch Verändern der Reflektorspannung ist bei einer derartigen Verstimmung bekanntlich nicht zulässig.
Beim
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durch die Spannungsteiler R2 -R3 und R5 - R6 eingestellten Spannung wird der Tran-sistor T3 leitend und legt den positiven Pol des Gleichrichters B auf Masse. Der Klystronoszillator schwingt damit auf einer Frequenz, die durch den Hohlraumresonator und durch die am Widerstand Rll abgegriffene Spannung festgelegt wurde.
Wird der Hohlraum nachgestimmt, so wird der Transistor T3 erst wieder gesperrt, wenn am Eingang E die Regelspannung zwischen die Grenzen zu liegen kommt. Damit wird automatisch das Klystron auf die Modusmitte abgestimmt, und erst dann setzt die Regelung der Reflektorspannung wieder ein.
Selbstverständlich könnte durch den Transistor T3 an Stelle des Kurzschliessens eine Nachlaufsteuerung eingeschaltet werden, die nun den Hohlraum und den Widerstand Rll mit der Regelspannung auf Fehlerspannung 0 V abstimmt.
In Fig. 6 ist die Anwendung der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 3 in einem LC-Oszillator dargestellt.
Der Oszillatorschwingkreis besteht aus der Spule L und dem Kondensator C5. Die Regelung ist über die Kondensatoren C3 und C4 an den Schwingkreis angekoppelt. Parallel zum Kondensator C5 liegt eine Kapazitätsdiode C6. Mit dem Spannungsteiler, bestehend aus dem Widerstand R13 und der Zenerdiode Z, ist die Kapazitätsdiode C6 über den Widerstand R14 negativ vorgespannt. Die Regelspannung vom Eingang E wird über die Widerstände Rl und R15 der Kapazitätsdiode C6 zugeführt. Bei Über- und Unterschreiten der Grenzspannungen wird die Regelspannung mit dem Transistor T3 auf Masse kurzgeschlossen.
Wenn angenommen wird, der Schwingkreis mit der Spule L und dem Kondensator C5 sei der Oszillatorschwingkreis eines Radioempfängers für Ultrakurzwellen (UKW), so wirkt die Schaltungsanordnung wie eine Abschaltautomatik. Die Regelung wird erst eingeschaltet, wenn der Schwingkreis auf die Mitte des Bereiches abgestimmt ist. Die Grenzspannungen können auf den Kanalabstand eingestellt werden, d. h. die Regelung wirkt bis zu einer Frequenzänderung von 300 kHz.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Begrenzung des Wirkungsbereiches einer Frequenzregulierung bei Oszillatoren, wobei eine zur Frequenzabweichung proportionale Regelspannung erzeugt wird, die ausserhalb des festgelegten Wirkungsbereiches abgeschaltet wird, gekennzeichnet durch einen Transistor (T1), dessen Basis-und Emittervorspannungen in an sich bekannterWeisedurchDioden (G1, G2) begrenzt werden, dem die Regelspannung über Spannungsteiler (R2, R3, R5, R6) der Basis und dem Emitter zugeführt wird, wobei die Spannungsteiler derart dimensioniert sind, dass bei Unterschreiten der negativen Bereichgrenze die Emitterspannung gleich gross wie die Basisvorspannung und bei Überschreiten der positiven Bereichgrenze die Basisspannung gleich gross wie die Emittervorspannung wird,
und dass-der Kollektorstrom einen elektronischen Schalter (T2) steuert, der die Regelspannung ausserhalb der Grenzen abschaltet (Fig. 2).