DE1949442B1

DE1949442B1 - Circuit arrangement for compensating the temperature response of the resonance frequency of quartz oscillators

Info

Publication number: DE1949442B1
Application number: DE19691949442D
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl-Ing Hornung
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-09-30
Filing date: 1969-09-30
Publication date: 1971-04-15

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Kompensation des Temperaturganges der Resonanzfrequenz von Schwingquarzen, bei denen die Abhängigkeit der Resonanzfrequenz von der Temperatur einen zumindest annähernd parabelförmigen Verlauf mit einem Umkehrpunkt am Scheitel der Parabel hat, wobei der Schwingquarz mit einer insbesondere in Serie zum Schwingquarz liegenden Kapazitätsdiode beschaltet ist, deren Kapazität mit Hilfe einer Steuerschaltung zur Bildung einer temperatursteuerbaren Spannung im Sinne einer Kompensation der temperaturabhängigen Änderungen der Resonanzfrequenz steuerbar ist, insbesondere für Oszillatoren mit Resonanzfrequenz bis etwa 1 MHz. The invention relates to a circuit arrangement for compensation of the temperature response of the resonance frequency of quartz crystals, for which the dependence the resonance frequency of the temperature is at least approximately parabolic Course with a turning point at the vertex of the parabola, whereby the quartz oscillator wired with a capacitance diode lying in series with the quartz oscillator is whose capacity with the help of a control circuit to form a temperature controllable Voltage in the sense of a compensation for the temperature-dependent changes in the resonance frequency is controllable, especially for oscillators with a resonance frequency of up to about 1 MHz.

Die Resonanzfrequenz von Schwingquarzen bis etwa 1 MHz hat bekanntlich in Abhängigkeit von der Temperatur einen parabelförmigen Verlauf. Zur Temperaturkompensation kann man dabei z. B. entsprechend der deutschen Auslegeschrift 1 293 244 eine Kapazitätsdiode als steuerbares Glied verwenden. Die Kapazitätsdiode erfordert dabei eine temperaturgesteuerte Spannung, welche unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Kapazitätsdiode und des Schwingquarzes eine möglichst weitgehende Kompensation des Temperaturganges bewirken soll. The resonance frequency of quartz crystals is known to have up to about 1 MHz a parabolic course depending on the temperature. For temperature compensation you can z. B. according to the German Auslegeschrift 1 293 244 a capacitance diode use as a controllable link. The capacitance diode requires a temperature-controlled one Voltage, which, taking into account the properties of the varactor diode and of the quartz oscillator, the most extensive possible compensation of the temperature response should effect.

In der vorbekannten Schaltungsanordnung besteht die temperaturgesteuerte Schaltung aus einer Brükkenschaltung mit einem Heißleiter, die mit der Oszillatorfrequenz gespeist ist. Dabei ist an den Ausgang der Brückenschaltung eine Gleichrichterschaltung angeschlossen. In the known circuit arrangement there is the temperature-controlled Circuit from a bridge circuit with an NTC thermistor that works with the oscillator frequency is fed. A rectifier circuit is connected to the output of the bridge circuit connected.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Kompensation des Temperaturganges der Resonanzfrequenz von Schwingquarzen zu schaffen, bei der die der Kapazitätsdiode zugeführte Steuerspannung einen Temperaturverlauf aufweist, welcher der für eine vollständige Kompensation in einem weiten Bereich erforderlichen Temperaturabhängigkeit besonders nahekommt. The object of the invention is to provide a circuit arrangement for compensation to create the temperature response of the resonance frequency of quartz crystals, at which the control voltage supplied to the capacitance diode has a temperature profile, which of the necessary for complete compensation in a wide range Temperature dependence comes particularly close.

Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung zur Lösung dieser Aufgabe derart ausgebildet, daß die Steuerschaltung einen mit der temperatursteuerbaren Spannung steuerbaren Feldeffekttransistor enthält, dessen Arbeitswiderstand wenigstens zum Teil in der Zuführung einer, insbesondere konstanten, Steuerspannung zur Kapazitätsdiode liegt. Die Steuerspannung ist dabei eine Funktion etwa vierten Grades der Temperatur. Bei Anwendung dieser Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß die Temperaturabhängigkeit der Steuerspannung sowohl die Eigenschaft der Kapazitätsdiode als auch des Schwingquarzes besonders weitgehend berücksichtigt. According to the invention, the circuit arrangement for solving this Task designed such that the control circuit with the temperature controllable Contains voltage controllable field effect transistor, whose load resistance at least partly in the supply of a, in particular constant, control voltage to the capacitance diode lies. The control voltage is a function of about the fourth degree of temperature. When using these measures there is the advantage that the temperature dependence the control voltage both the property of the capacitance diode and the quartz oscillator particularly largely taken into account.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Schaltungsanordnung derart ausgebildet, daß die zwischen der Steuer- und der Quellenelektrode des Feldeffekttransistors angelegte temperatursteuerb are Spannung bei einer Lage des Umkehrpunktes innerhalb des Betriebstemperaturbereiches in einer Brückenschaltung und bei einer Lage des Umkehrpunktes am Rande des Betriebstemperaturbereiches in einem Spannungsteiler erzeugt ist, wobei die Brückenschaltung bzw. der Spannungsteiler wenigstens einen temperaturabhängigen Widerstand enthält. In a further embodiment of the invention, the circuit arrangement designed such that between the control and the source electrode of the field effect transistor applied temperature controllable voltage at a position of the reversal point within the operating temperature range in a bridge circuit and in one position of the Reversal point at the edge of the operating temperature range in a voltage divider is generated, the bridge circuit or the voltage divider at least one contains temperature-dependent resistance.

In Weiterbildung der Erfindung wird die Schaltungsanordnung derart ausgebildet, daß die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors am Abgriff eines mit einer Versorgungsspannung gespeisten Spannungsteilers liegt und daß die Abflußelektrode über den durch einen weiteren Spannungsteiler gebildeten Lastwiderstand an Versorgungsspannung geführt ist und daß eine zur Kapazitätsdiode führende Steuerleitung an den Abgriff des den Lastwiderstand bildenden Spannungsteilers angeschlossen ist. Dabei läßt sich eine Anpassung an verschiedene Anwendungsfälle in vorteilhafter Weise mit einfachen Mitteln realisieren. In a further development of the invention, the circuit arrangement is such formed that the source electrode of the field effect transistor at the tap of a with a supply voltage fed voltage divider is and that the drainage electrode Via the load resistance formed by a further voltage divider to the supply voltage is performed and that a control line leading to the capacitance diode to the tap of the voltage divider forming the load resistor is connected. Thereby leaves an adaptation to different applications in an advantageous manner with simple Realize funds.

Ferner kann die Temperaturabhängigkeit des Feldeffekttransistors in Weiterbildung der Erfindung dadurch ausgeglichen werden, daß bei einer Lage des Umkehrpunktes innerhalb des Betriebstemperaturbereiches die in der Steuerschaltung enthaltene Brückenschaltung bei einer derart etwas gegenüber der Temperatur des Umkehrpunktes versetzten Abgleichtemperatur abgeglichen wird, daß die Temperaturabhängigkeit des Feldeffekttransistors ausgeglichen ist. Furthermore, the temperature dependence of the field effect transistor be compensated in a further development of the invention that in a position of the Reversal point within the operating temperature range in the control circuit contained bridge circuit at such a thing compared to the temperature of the Reversal point offset adjustment temperature is adjusted that the temperature dependency of the field effect transistor is balanced.

Die Erfindung wird an Hand der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele sowie an Hand der in Fig. 6 und 7 gezeigten Diagramme näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Quarzgenerator mit Temperaturkompensation mit Hilfe eines Feldeffekttransistors vom Verarmungstyp, Fig. 2 eine Kompensationsschaltung mit einem Feldeffekttransistor vom Anreicherungstyp, Fig. 3 eine Kompensationsschaltung mit einem Feldeffekttransistor vom Verarmungstyp, wobei der Umkehrpunkt des Quarzes an der oberen Grenze des Temperaturbereiches liegt, Fig. 4 eine Kompensationsschaltung mit Feldeffekttransistor vom Anreicherungstyp, wobei der Umkehrpunkt des Quarzes ebenfalls an der oberen Grenze des Temperaturbereiches liegt, F i g. 5 eine Schaltung zur Erzeugung einer Steuerspannung mittels eines Feldeffekttransistors, F i g. 6 die in der Schaltung nach F i g. 5 erzeugten Ausgangsspannungen in Abhängigkeit von einer Wechselspannung und dem Arbeitswiderstand und Fig. 7 die Annäherung der Sollkurve für die Steuerspannung der Kapazitätsdiode durch zwei linear geänderte Kurven aus Fig. 6. The invention is illustrated with reference to that shown in FIGS Embodiments and with reference to the diagrams shown in FIGS. 6 and 7 in more detail explained. 1 shows a quartz generator with temperature compensation with the aid a field effect transistor of the depletion type, Fig. 2 shows a compensation circuit with a field effect transistor of the enhancement type, Fig. 3 shows a compensation circuit with a field effect transistor of the depletion type, the reversal point of the quartz is at the upper limit of the temperature range, FIG. 4 shows a compensation circuit with field effect transistor of the enhancement type, the turning point of the quartz is also at the upper limit of the temperature range, FIG. 5 a circuit for generating a control voltage by means of a field effect transistor, F i g. 6th in the circuit according to FIG. 5 generated output voltages depending on of an alternating voltage and the working resistance and FIG. 7 the approximation of the Setpoint curve for the control voltage of the capacitance diode changed linearly by two Curves from Fig. 6.

Fig. 1 zeigt eine Oszillatorschaltung mit einem Schwingquarz. Von der Wicklung 41 des Übertragers 4 wird über den Quarz Q auf die Basis des in gegengekoppelter Emitterschaltung betriebenen Transistors 41 rückgekoppelt. Fig. 1 shows an oscillator circuit with a quartz oscillator. from the winding 41 of the transformer 4 is fed back via the quartz Q to the base of the in Emitter circuit operated transistor 41 fed back.

Die gegen Erde negative Versorgungsspannung - UB ist über den Widerstand 13 an den einpolig geerdeten Kondensator 32 geführt. Parallel zum Kondensator 32 liegt die Zenerdiode 54, ferner eine Serienschaltung der Widerstände 15 und 17 sowie eine Serienschaltung aus den gleichsinnig gepolten Dioden 51 und 52. The negative supply voltage to earth - UB is across the resistor 13 led to the unipolar grounded capacitor 32. In parallel with capacitor 32 is the Zener diode 54, furthermore a series circuit of the resistors 15 and 17 as well a series circuit of the diodes 51 and 52 polarized in the same direction.

Bei dem Transistor 41 ist der Kollektor über den Widerstand 12 mit der Basis verbunden, die unmittelbar an den Quarz Q gelegt und über den Widerstand 11 an den Widerstand 13 geführt ist. Der Emitter des Transistors 41 ist über den Kondensator 31 an Erde und über den Widerstand 14 an den Widerstand 13 gelegt. Zwischen dem Kollektor des Transistors 41 und dem Verbindungspunkt der Dioden 51 und 52 liegt der Kondensator 33. Der Kollektor des Transistors 41 ist ferner über die Wicklung 43 des obere tragers 4, an die der Kondensator 35 angeschlossen ist, an Erde geführt. Der Ausgang 2 der Oszillatorschaltung liegt an der Wicklung 42 des Übertragers 4. In the case of the transistor 41, the collector is connected via the resistor 12 connected to the base, which is placed directly on the quartz Q and via the resistor 11 is led to the resistor 13. The emitter of transistor 41 is across the Capacitor 31 is connected to ground and via resistor 14 to resistor 13. Between the collector of the transistor 41 and the connection point of the diodes 51 and 52 the capacitor 33. The collector of the transistor 41 is also across the winding 43 of the upper support 4, to which the capacitor 35 is connected, led to earth. The output 2 of the oscillator circuit is connected to the winding 42 of the transformer 4.

Die Amplitude der Schwingung wird durch die beiden Dioden 51 und 52 begrenzt. Die Symmetriewicklung 44, die Widerstände 18 und 19, die Diode 55 und der Kondensator 36 bilden eine Steuerschaltung für die den Feldeffekttransistor enthaltende Kompensationsschaltung. The amplitude of the oscillation is determined by the two diodes 51 and 52 limited. The symmetry winding 44, the resistors 18 and 19, the diode 55 and the capacitor 36 form a control circuit for the field effect transistor containing compensation circuit.

An den Ausgang der Steuerschaltung, d. h. an den Kondensator 36 ist der Feldeffekttransistor 42 angeschlossen. Die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors 42 liegt am Abgriff des aus den Widerständen 20 und 21 bestehenden, über die Schnittstellen B und C an die Versorgungsspannung UB angeschlossenen Spannungsteilers. Die Abflußelektrode des Feldeffekttransistors 42 ist über den aus den Widerständen 22 und 23 bestehenden Arbeitswiderstand an den Abgriff eines Spannungsteilers geführt, der aus den Widerständen 15 und 17 besteht und dessen äußere Anschlüsse an der Versorgungsspannung liegen. Der Verbindungspunkt der in Serie geschalteten Widerstände 22 und 23 ist über die Schnittstelle A an einen Anschluß der Wicklung 41 des Ausgangsübertragers 4 geführt, wobei der andere Anschluß der Wicklung 41 an die Kapazitätsdiode 53 angeschlossen ist. Über den Widerstand 16 liegt eine Vorspannung an der Kapazitätsdiode 53. At the output of the control circuit, i. H. to the capacitor 36 is the field effect transistor 42 is connected. The source electrode of the field effect transistor 42 is at the tap of the resistors 20 and 21 via the interfaces B and C connected to the supply voltage UB voltage divider. The drainage electrode of the field effect transistor 42 is via the resistors 22 and 23 existing Working resistance led to the tap of a voltage divider, which consists of the resistors 15 and 17 and its external connections are connected to the supply voltage. The connection point of the series-connected resistors 22 and 23 is via the Interface A led to a connection of the winding 41 of the output transformer 4, the other end of the winding 41 being connected to the capacitance diode 53 is. A bias voltage is applied to the capacitance diode 53 via the resistor 16.

In den Fig. 2 bis 4 sind jeweils Kompensationsschaltungen dargestellt, die an Stelle der in Fig. 1 enthaltenen Kompensationsschaltung an die Schnittstellen A, B, C und D angeschlossen werden können. Compensation circuits are shown in FIGS. 2 to 4, instead of the compensation circuit contained in FIG. 1 at the interfaces A, B, C and D can be connected.

Bei der Kompensationsschaltung nach Fig. 2 ist der Feldeffekttransistor 142 vom Anreicherungstyp. In the compensation circuit according to FIG. 2, the field effect transistor is 142 of the enrichment type.

An die symmetrische Wicklung 44 ist wiederum eine Brückenschaltung mit den Widerständen 18 und 19 angeschlossen, auf die der Gleichrichter 55 mit dem Ladekondensator 136 folgt. Die Mittelanzapfung der Symmetriewicklung ist jedoch nicht unmittelbar an Bezugspotential, sondern an den Abgriff eines aus den Widerständen 120 und 121 bestehenden, an Versorgungsspannung angeschlossenen Spannungsteilers gelegt. Dagegen ist die Quellenelektrode unmittelbar mit Bezugspotential verbunden. Die Abflußelektrode ist wiederum über die in Serie geschalteten Widerstände 122 und 123 an den Verbindungspunkt der Widerstände 15 und 17 geführt, wobei der Verbindungspunkt der Widerstände 122 und 123 über die Schnittstelle A an die Wicklung 41 geführt ist.A bridge circuit is in turn connected to the symmetrical winding 44 connected to the resistors 18 and 19, to which the rectifier 55 with the Charge capacitor 136 follows. The center tap of the symmetry winding is, however not directly to the reference potential, but to the tap of one of the resistors 120 and 121 existing voltage divider connected to the supply voltage placed. In contrast, the source electrode is directly connected to reference potential. The drainage electrode is in turn connected via the series-connected resistors 122 and 123 led to the connection point of the resistors 15 and 17, the connection point of the resistors 122 and 123 are fed to the winding 41 via the interface A is.

Die Schaltung eines mit einer Temperaturkompensation versehenen Oszillators zeigt F i g. 1. Die temperaturgesteuerte Brückenschaltung, bestehend aus der Symmetriewicklung 44 des Übertragers, den Widerständen 18, 19, der Diode 55 und dem Kondensator 36 dient zur Erzeugung einer Steuerspannung für den Feldeffekttransistor 42. Die Ausgangsspannung der Brücke führt zum Gitter des Feldeffekttransistors 42. Der Feldeffekttransistor, abgekürzt FET, hat die Eigenschaft, daß sein Anodenstrom eine quadratische Funktion der Gitter-Kathodenspannung ist, vorausgesetzt ist eine konstante Anodenspannung. The circuit of an oscillator provided with a temperature compensation shows Fig. 1. The temperature-controlled bridge circuit, consisting of the symmetry winding 44 of the transformer, the resistors 18, 19, the diode 55 and the capacitor 36 is used to generate a control voltage for the field effect transistor 42. The output voltage the bridge leads to the grid of the field effect transistor 42. The field effect transistor, Abbreviated as FET, it has the property that its anode current is a quadratic function is the grid-cathode voltage, provided that the anode voltage is constant.

Durch Einfügen eines Anodenwiderstandes wird eine dem Anodenstrom proportionale Spannung gewonnen; die Anodenspannung bleibt dann nicht mehr konstant.By inserting an anode resistor, one becomes the anode current proportional voltage gained; the anode voltage then no longer remains constant.

Außerdem ist der Feldeffekttransistor mit einer Gittervorspannung beaufschlagt. Durch Anodenwiderstand und Gittervorspannung läßt sich der funktionelle Zusammenhang zwischen Gitter- und Anodenspannung in weiten Grenzen in der jeweils gewünschten Weise verändern. In addition, the field effect transistor is grid biased applied. The functional Relationship between grid and anode voltage within wide limits in each case change the way you want.

Die Vorspannung wird über die Widerstände 20 und 21 erzeugt. Der Anodenwiderstand besteht aus den Widerständen 22 und 23. Durch das Teilerverhältnis und den Gesamtwiderstand dieses Spannungsteilers wird die Anpassung an die Kapazitätsdiode 53 erreicht. The bias voltage is generated via resistors 20 and 21. Of the Anode resistor consists of resistors 22 and 23. By the divider ratio and the total resistance of this voltage divider is the adjustment to the varactor diode 53 reached.

Bei der Temperatur des Quarzumkehrpunktes gibt die Brückenschaltung keine Spannung ab. In diesem Betriebszustand ist der Transistor 42 infolge der Vorspannung an der Kathode bzw. Quellenelektrode gerade stromlos. An der Kapazitätsdiode 53 liegt die mit Hilfe des Widerstandes 15 eingestellte Vorspannung. Weicht nun die Temperatur von der Umkehrtemperatur ab, so steigt die Ausgangsspannung der Brücke linear mit der Abweichung an. Damit beginnt im Feldeffekttransistor 42 ein Anodenstrom zu fließen, und die Spannung am Widerstand 23 ändert sich entsprechend der gewünschten Funktion. Die Spannung an der Kapazitätsdiode 53 steigt an, ihre Kapazität wird kleiner und damit die Oszillatorfrequenz höher. Die durch den Temperaturgang des Quarzes bedingte Frequenzerniedrigung wird gerade aufgehoben. The bridge circuit is at the temperature of the crystal reversal point no tension. In this operating state, the transistor 42 is due to the bias currently de-energized at the cathode or source electrode. At the capacitance diode 53 is the bias voltage set with the aid of the resistor 15. Now gives way to the Temperature decreases from the reversal temperature, the output voltage of the bridge increases linearly with the deviation. An anode current thus begins in the field effect transistor 42 to flow, and the voltage across resistor 23 changes according to the desired Function. The voltage across the capacitance diode 53 increases, its capacitance becomes smaller and thus the oscillator frequency higher. The temperature curve of the Quartz's conditional lowering of the frequency is being canceled.

Wird ein Feldeffekttransistor vom Anreicherungstyp verwendet, so ist die Steuerschaltung entsprechend Fig.2 abzuwandeln. Sie unterscheidet sich nur in der Einspeisung der Vorspannung, erzeugt durch die Widerstände 120 und 121. Das Gitter bzw. die Steuerelektrode muß beim Anreicherungstyp eine negative Vorspannung erhalten. If an enhancement type field effect transistor is used, so the control circuit is to be modified according to Fig.2. It's just different in the supply of the bias voltage generated by the resistors 120 and 121. The The grid or the control electrode must have a negative bias voltage for the enrichment type obtain.

In den Schaltungsanordnungen nach F i g. 1 und 2 sind Feldeffekttransistoren vom Typ pnp vorgesehen. In the circuit arrangements according to FIG. 1 and 2 are field effect transistors of the type pnp provided.

Wird für den Feldeffekttransistor ein npn-Typ verwendet, so ist die Polung aller Spannungen umzukehren. If an npn type is used for the field effect transistor, it is Reverse polarity of all voltages.

Eine Vereinfachung der Schaltung kann noch dadurch erzielt werden, daß die Kompensation auf einen Ast der Parabel beschränkt wird. Der Umkehrpunkt des Quarzes wird dazu an die obere oder untere Grenze des Arbeitstemperaturbereiches gelegt Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Ausbildung der Steuerschaltung zur Erzeugung der temperaturabhängigen Steuerspannung für die Kapazitätsdiode 53, und zwar für einen Feldeffekttransistor vom Verarmungstyp. A simplification of the circuit can be achieved by that the compensation is limited to one branch of the parabola. The turning point of the quartz is to the upper or lower limit of the working temperature range Fig. 3 shows an advantageous embodiment of the control circuit for generation the temperature-dependent control voltage for the capacitance diode 53, namely for a depletion type field effect transistor.

In Fig. 4 ist die entsprechende Schaltung für einen Feldeffekttransistor vom Anreicherungstyp dargestellt. Die Steuerschaltungen nach Fig.3 und 4 unterscheiden sich nur dadurch, daß beim Verarmungstyp eine positive Vorspannung am Gitter, erzeugt durch eine negative Vorspannung an der Kathode durch die Widerstände 68 und 69, benötigt wird. Beide Schaltungen sind für Quarze ausgelegt, deren Umkehrpunkt an der oberen Grenze des Temperaturbereiches liegt.In Fig. 4 is the corresponding circuit for a field effect transistor represented by the enrichment type. The control circuits according to Fig. 3 and 4 differ is only produced by the fact that in the case of the depletion type, a positive bias voltage is generated on the grid by a negative bias on the cathode through resistors 68 and 69, is needed. Both circuits are designed for crystals whose reversal point is on is the upper limit of the temperature range.

Bei den Kompensationsschaltungen nach Fig. 3 und 4 ist die Brückenschaltung mit Gleichrichtung nach F i g. 1 durch einen temperaturabhängigen Spannungsteiler mit den Widerständen 164 und 165 bzw. In the compensation circuits according to FIGS. 3 and 4, the bridge circuit is with rectification according to FIG. 1 through a temperature-dependent voltage divider with resistors 164 and 165 resp.

64, 65 ersetzt, der die Gitterspannung für den Feldeffekttransistor liefert. Diese Spannung nimmt mit abfallender Temperatur, ausgehend vom Umkehrpunkt, wenn ein geeigneter Heißleiter bzw. temperaturabhängiger Widerstand 165 verwendet wird, nahezu linear zu. Durch geeignete Dimensionierung des Anodenwiderstandes des Feldeffekttransistors, gebildet durch die Widerstände 166 und 167 bzw.64, 65, which is the grid voltage for the field effect transistor supplies. This voltage increases with decreasing temperature, starting from the reversal point, if a suitable thermistor or temperature-dependent resistor 165 is used becomes, almost linear to. By appropriately dimensioning the anode resistance of the Field effect transistor, formed by resistors 166 and 167 or

66 und 67, läßt sich die erforderliche Abhängigkeit der Steuerspannung für die Kapazitätsdiode, die am Widerstand 167 bzw. 67 abgenommen wird, erreichen.66 and 67, can be the required dependency the Control voltage for the capacitance diode, which is taken from resistor 167 or 67 will reach.

Durch Vertauschen der Widerstände 164 und 165 bzw. 64 und 65 kann die gleiche Schaltung für solche Quarze verwendet werden, deren Umkehrpunkt an der unteren Grenze des Arbeitstemperaturbereiches liegt. Ebenso können an Stelle der verwendeten pnp-Feldeffekttransistoren solche vom npn-Typ eingesetzt werden, wenn die Betriebsspannung umgepolt wird. By interchanging the resistors 164 and 165 or 64 and 65 can the same circuit can be used for such crystals whose reversal point is at the the lower limit of the working temperature range. Likewise, instead of the used pnp field effect transistors those of the npn type are used if the polarity of the operating voltage is reversed.

An Stelle eines Heißleiters in einem Spannungsteiler- oder Brückenzweig kann auch ein Kaltleiter im anderen Zweig verwendet werden. Instead of a thermistor in a voltage divider or bridge branch a PTC thermistor can also be used in the other branch.

Die Eigenschaften des Feldeffekttransistors zeigen eine Temperaturabhängigkeit, die in dem betrachteten Bereich gering ist. Sie kann im Fall der Kompensation eines Parabelastes mit eingerechnet werden, im ersten Fall, wo der Umkehrpunkt des Quarzes in der Mitte des Arbeitstemperaturbereiches liegt, vorteilhaft durch einen geringen Versatz der Abgleichtemperatur der Brückenschaltung nahezu ausgeglichen werden. The properties of the field effect transistor show a temperature dependence, which is low in the area under consideration. You can in the case of compensation of a Parabola loads are included, in the first case where the reversal point of the quartz is in the middle of the working temperature range, advantageously due to a low Offset of the adjustment temperature of the bridge circuit can be almost compensated.

Zweckmäßigerweise werden in der Schaltungsanordnung Quarztypen verwendet, die auf Grund ihres Schnittes und ihres Schwingmodus eine kleine Alterung aufweisen. Appropriately, quartz types are used in the circuit arrangement, which due to their cut and their swing mode show a little aging.

Fig. 5 zeigt eine Steuerschaltung, an der die in Fig. 6 und 7 gezeigten Diagramme gemessen wurden. Das Gitter bzw. die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors wird aus einer Wechselspannung mit Gleichrichtung als Ersatz für die Brückenschaltung gespeist. Fig. 6 zeigt vier solcher Kurven für verschiedene Werte Ra des Anodenwiderstandes 222. In Fig. 7 ist der obere Zweig der Sollkurve für die Steuerspannung der Kapazitätsdiode eingetragen. Die beiden Kurven für Anodenwiderstände von 4,7 und 10 kQ aus F i g. 6 sind entsprechend umgerechnet, so daß sie bei 35 und 550 C Umgebungstemperatur genau die Sollkurve schneiden. Die temperaturabhängige Brückenschaltung sei so ausgelegt, daß bei einer Temperaturänderung von 35 auf 550 C am Brückenausgang eine Wechselspannung von 0,5 V entsteht. Man erkennt, daß eine Kurve zu flach, die andere zu steil verläuft, d. h., daß sich bei einem mittleren Anodenwiderstand von etwa 7,5 kQ eine gute Übereinstimmung erzielen läßt. Fig. 5 shows a control circuit to which those shown in Figs Diagrams were measured. The grid or the control electrode of the field effect transistor is made from an alternating voltage with rectification as a replacement for the bridge circuit fed. Fig. 6 shows four such curves for different values Ra of the anode resistance 222. In FIG. 7 is the upper branch of the desired curve for the control voltage of the capacitance diode registered. The two curves for anode resistances of 4.7 and 10 kΩ from FIG. 6 are converted accordingly so that they are at 35 and 550 C ambient temperature cut exactly the target curve. The temperature-dependent bridge circuit is designed in such a way that that with a temperature change from 35 to 550 C at the bridge output an alternating voltage of 0.5 V. You can see that one curve is too flat, the other too steep, d. That is, with an average anode resistance of about 7.5 kΩ, a good match is obtained can achieve.

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Kompensation des Temperaturganges der Resonanzfrequenz von Schwingquarzen, bei denen die Abhängigkeit der Resonanzfrequenz von der Temperatur einen zumindest annähernd parabelförmigen Verlauf mit einem Umkehrpunkt am Scheitel der Parabel hat, wobei der Schwingquarz mit einer insbesondere in Serie zum Schwingquarz liegenden Kapazitätsdiode beschaltet ist, deren Kapazität mit Hilfe einer Steuerschaltung zur Bildung einer temperatursteuerbaren Spannung im Sinne einer Kompensation der temperaturabhängigen Änderungen der Resonanzfrequenz steuerbar ist, insbesondere für Oszillatoren mit einer Resonanzfrequenz bis etwa 1MHz, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen mit der temperatursteuerbaren Spannung steuerbaren Feldeffekttransistor enthält, dessen Arbeitswiderstand wenigstens zum Teil in der Zuführung einer insbesondere konstanten Steuerspannung zur Kapazitätsdiode liegt. Claims: 1. Circuit arrangement for compensating the temperature variation the resonance frequency of quartz crystals, where the dependence of the resonance frequency from the temperature an at least approximately parabolic course with a reversal point at the vertex of the parabola, the quartz crystal with one in particular in series to the quartz oscillator lying capacitance diode is connected, whose capacitance with the help a control circuit for forming a temperature controllable voltage in the sense a compensation of the temperature-dependent changes in the resonance frequency controllable is, in particular for oscillators with a resonance frequency up to about 1MHz, thereby characterized in that the control circuit is one with the temperature controllable voltage contains controllable field effect transistor, whose load resistance at least to Part of the supply of an especially constant control voltage to the capacitance diode lies.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Steuer- und der Quellenelektrode des Feldeffekttransistors angelegte temperatursteuerbare Spannung bei einer Lage des Umkehrpunktes innerhalb des Betriebstemperaturbereiches in einer Brückenschaltung und bei einer Lage des Umkehrpunktes am Rande des Betriebstemperaturbereiches in einem Spannungsteiler erzeugt ist, wobei die Brückenschaltung bzw. der Spannungsteiler wenigstens einen temperaturabhängigen Widerstand enthält. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that applied between the control and source electrodes of the field effect transistor temperature controllable voltage with a position of the reversal point within the operating temperature range in a bridge circuit and with the reversal point at the edge of the operating temperature range is generated in a voltage divider, the bridge circuit or the voltage divider contains at least one temperature-dependent resistor.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quellenelektrode des Feldeffekttransistors am Abgriff eines mit einer Versorgungsspannung gespeisten Spannungsteilers liegt und daß die Abfiußelektrode über den durch einen weiteren Spannungsteiler gebildeten Lastwiderstand an Versorgungsspannung geführt ist und daß eine zur Kapazitätsdiode führende Steuerleitung an den Abgriff des den Lastwiderstand bildenden Spannungsteilers angeschlossen ist. 3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the source electrode of the field effect transistor at the tap of one with a supply voltage powered voltage divider is and that the drainage electrode through a Another voltage divider formed load resistor led to the supply voltage is and that a control line leading to the capacitance diode to the tap of the Load resistor forming voltage divider is connected.

Claims

4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that at a position of the reversal point within the operating temperature range the bridge circuit contained in the control circuit with something like this opposite the adjustment temperature offset to the temperature of the reversal point is calibrated, that the temperature dependence of the field effect transistor is balanced.