Mithörton-Generator mit NE567

Wer möglichst wenigen Teilen einen Mithörton-Generator oder auf neudeutsch auch "sidetone oscillator" aufbauen möchte, sollte es einmal mit einem NE567 DIP Schaltkeis versuchen. Der NE567 ist eine PLL-Schaltung für Frequenzen kleiner 500 kHz und wird üblicherweise als Ton-Dekoder eingesetzt. In dieser Eigenschaft verfügt das IC über einen VCO, dessen Frequenz mit nur zwei passiven Bauteilen einstellbar ist. Ein Kondensator C1 und ein Widerstand R1 sorgen in dieser AFU-Anwendung dafür, dass der VCO den gewünschten 750 Hz Mithörton erzeugt. Für R1 sind lt. Hersteller Widerstandswerte im Bereich von 2 ... 20 kOhm zulässig.

Abb.1: Äussere Beschaltung des ICs

Der Mithörton kann als symetrische Dreieckschwingung an Pin 6 oder als Rechteckschwingung an Pin 5 hochohmig ausgekoppelt werden. Das Dreiecksignal hat eine Amplitude von 1 Vss und das Rechtecksignal von 2 Vss. Zum Einschalten des Oszillators beim Senden Tx kann man entweder Pin 7 nach Masse oder Pin 4 nach Vcc schalten. Die Pins 1, 2, 3 und 8 bleiben frei. Als Versorgungsspannung Vcc sind +4 .... +10 V zulässig. Mit ca. 6 mA bei Vcc = +5 V ist das IC noch relativ sparsam in der Stromaufnahme.

Falls jemand irgendwo einen 750 Hz Mithörton-Generator mit weniger als 3 Teilen entdeckt, möchte er sich bitte bei mir melden (Hi).

Mithörton-Generator mit 2N3904/3906

Der zweite Mithörton-Generator ist diskret, d.h. mit zwei Transistoren und 4 passiven Bauteilen, aufgebaut. Die Anordnung von VT1 und VT2 entspricht der Ersatzschaltung eines Thyristors, jedoch mit der Besonderheit, dass nicht der Emitter von VT2 sondern der Kollektor von VT2 auf GND-Potential liegt.
Wenn man wie üblich VT2 mit dem Emitter an GND betreibt, haben VT1 und VT2 zusammen eine sehr hohe Stromverstärkung. Die hohe Stromverstärkung bewirkt aber, dass der geringe Strom durch R1 (C1 ist über VT1 entladen) ausreicht, die beiden Transistoren dauernd im leitenden Zustand zu halten. Ein periodisches Auf- und Entladen des Kondensators ist nicht möglich, da der Haltestrom nicht unterschritten wird. Als Gegenmassnahme bietet sich entweder ein niederohmiger Spannungsteiler R2/R3 zur Übernahme eines Teilstromes (Ic-VT2) oder eine Reduzierung der Stromverstärkung an. Letzters erreicht man sehr einfach durch den "inversen" Betrieb von VT2. Der Haltestrom wird jetzt unterschritten und VT1 und VT2 kehren nach der Entladung von C1 in den nichtleitenden Zustand zurück.
Die Schaltung arbeitet jetzt wie geplant. Mit dem geringen Strom durch R1 wird C1 bis zu der Spannung Uc = Ux + 0,7 V aufgeladen. Wenn Uc diesen Schwellwert überschreitet, fliesst durch VT1 etwas Basisstrom. Durch den einsetzenden Kollektorstrom leitet nun auch VT2. Bedingt durch die Mitkopplung sind beide Transistoren in kürzester Zeit voll durchgeschaltet und VT2 entlädt den Kondensator schlagartig. Der jetzt ausschliesslich durch R1 bestimmte Kollektorstrom ist geringer als der für VT1 und VT2 benötigte Haltestrom. Beide Transistoren kehren somit in den nicht-leitenden Zustand zurück und das Spiel wiederholt sich.

Abb.1: Diskret aufgebauter Mithörton-Generator

Von Vorteil bei dieser Schaltung ist die gute Frequenzstabilität bei Spannungsänderungen. Wenn die Betriebsspannung sinkt, steigt die Ladezeit von C1 und damit die Frequenz. Da jedoch gleichzeitig auch der Schwellwert Ux sinkt, steigt die Frequenz wieder an. Die mit den angegebenen Bauteilen erzielbare Kompensation ist im Spannungsbereich von Us = +7 ... +15 V nahezu perfekt. Die Abweichung von der 650 Hz Sollfrequenz beträgt lediglich +/- 5 Hz. Bei 12 V Betriebsspannung hat das Sägezahnsignal am Ausgang eine Amplitude von 2,5 Vss. Aufgrund der geringen Stromaufnahme von weniger als 0,5 mA kann das Tx-Steuersignal die gesamte Schaltung nicht nur ein-/ausschalten sondern auch versorgen. Der Us-Anschluss ist dann überflüssig.