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Verfahren zur Adjustierung des Ganges von Quarzuhren
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Das Wesen der Erfindung besteht in einem Verfahren zum Adjustieren des Ganges von Quarzuhren, deren Oszillator von einer Quarzplatte mit GT-Schnitt gesteuert wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Frequenz des Oszillators auf ihren Nennwert durch Änderung der Polarisationsspannung adjustiert wird, welche an die Elektroden der Quarzplatte angelegt wird.
Die Zeichnung gibt das Blockschaltbild einer tragbaren Transistoruhr wieder, deren Gang nach dem erfindungsgemässen Verfahren adjustiert wird. Die nach dieser Schaltung ausgeführte Uhr erreicht eine tägliche Gangvariation von 2 m sec/Tag, was einer täglichen Frequenzvariation von 2. entspricht, also einem Wert, der besser ist als z. B. derjenige, den gegenwärtig tragbare elektronische Uhren bekannter Firmen aufweisen (5. 10-8) und der, der Grössenordnung nach, die Genauigkeit der gegenwärtig erzeugten und angebotenen Transistorausführungen von Quarzuhren übertrifft.
Die dargestellte tragbare, erfindungsgemäss adjustierte Transistoruhr besteht aus einem Quarzoszillator 1, der eine Quarzplatte mit GT-Schnitt enthält, einer Trennstufe 2 und einem Quecksilberelement 3, die in dem Thermostat 5 untergebracht sind, einem Polarisations-Spannungsregler 4, einer Wärmeregelungsvorrichtung 6, einem Frequenzteiler 7, einem Leistungsverstärker 8, einem Synchronmotor 9, einer Formierungsstufe 10, einer eingebauten Batterie 11 und einer Ladeeinrichtung 12. Ausserdem zeigt die Figur einen Empfänger 13 und einen Sender 14 für die Normal-Frequenz.
Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist folgende :
Der Transistorquarzoszillator 1 ist lose gekoppelt mit der Transistortrennstufe 2, mit welcher er gemeinsam im Thermostat 5 untergebracht ist und, zwecks Erzielung einer grösseren Stabilität, gemeinsam von einem selbständigen, langlebigen galvanischen Element 3 gespeist wird, das gleichfalls im Thermostat untergebracht ist. Die Frequenz f des Oszillators (beispielsweise 100 kHz) wird in den Frequenzteilern 7 auf eine passende Grösse f/m (z. B. 1000 Hz) unterteilt. Das Signal des Frequenzteilers 7 wird im Transistor-Leistungsverstärker 8 verstärkt und speist den Synchronmotor 9.
In der Formierungsstufe 10 werden Impulse abgeleitet, die die Impulsfolgefrequenz f haben und reich sind an höheren Harmonischen. Am Ausgang a kann man das ganze Spektrum der Harmonischen samt der Grundfrequenz abnehmen, ohne dass das Anschliessen der Belastung die Frequenz des Steueroszillators wesentlich beeinflussen würde. Zugleich kann man von den einzelnen Stufen des Frequenzteilers 7 eine Reihe niedrigerer, durch die Teilung hervorgerufener Frequenzen abnehmen (Punkte b, c, d). Alles das ermöglicht die Verwendung der beschriebenen Ausführung einer kleinen Transistor-Quarzuhr auch als Frequenznormal.
Die Frequenz des Steueroszillators wird gemäss der Frequenz F des Primärstandards adjustiert, die ein Vielfaches der Frequenz f ist und welche durch den Radiosender 14 ausgesendet wird :
F = n. f.
Zu diesem Zwecke wird zum Eingang des auf die Frequenz F abgestimmten Empfängers 13 auch das abgeschwächte Signal vom Ausgang der Formierungsstufe 10 mit einer geeigneten Amplitude geführt.
Die erzeugten Schwebungen werden auf dem Abstimm-Indikator des Empfängers 13 verglichen und danach die Frequenz des Oszillators 1 durch Änderung der an die Elektroden der Quarzplatte angelegten Gleichspannung adjustiert, u. zw. mittels des Reglers 4.
Die für die Durchführung der Scharfabstimmung erforderliche Adjustierungszeit ist umso kürzer, je höher die Frequenz F ist. Bei einer Frequenz von beispielsweise F = 2, 5 MHz (der tschechoslowakischen Station DMA) verursacht eine relative Frequenzabweichung desSteueroszillatorsluml. lO- eine Schwebung, deren Periode 40 Sekunden beträgt.
Um das Gerät vom Netz unabhängig zu machen, wird es von einer eingebauten Batterie 11 gespeist, welche beim Anschluss an das Netz S von diesem über die Ladeeinrichtung 12 durch gleichgerichteten Strom aufgeladen wird. Diese Batterie speist den Thermostat 5. der zwecks Verringerung der Heizleistung von einem Dewargefäss gebildet ist. Die Thermo-Regeleinrichtung 6 besteht aus einem Kontaktthermometer, welches den Heizstrom über einen Transistor und ein Relais zuführt.
Man kann den Regler 4 der beschriebenen Uhr mittels einer Servoschleife betätigen, welche automatisch die Schwingungsphase des Steueroszillators der Uhr mit der Phase der vom primären Frequenz- und Zeitetalon abgeleiteten Schwingungen vergleicht, die vorteilhafterweise vom Sender des Zeitdienstes ausgesendet oder durch ein Kabel od. dgl. zugeführt werden, womit man den isochronen Gang der beschriebenen tragbaren Transistoruhr mit der Bezugsuhr des Zeitdienstes erzielt.