DE2161960A1

DE2161960A1 - Quarzoszillator

Info

Publication number: DE2161960A1
Application number: DE19712161960
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Fick
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1971-12-14
Filing date: 1971-12-14
Publication date: 1973-06-20
Also published as: DE2161960B2; DE2161960C3

Description

Quarzoszillator Die Erfindung betrifft eine Oszialltorschaltung mit einem Quarz, zwischen dessen einem Anschluß und dem Nullpunkt der Schaltung eine Verbidung vorhanden ist.
Derartige Osziallatorschaltungen sind z.B. angegeben in C.Rint:??Handbuch für Hochfrequenz- und Elektrotechniker", Verlag für Radio- Foto-Kinotechnik GmbH., Berlin 1953, II.3d., Seite 169, Abb. 18, angegeben. Darin wird der Quarz als frequenzbestimmendes Element verwendet, um eine Schwingung mit einer Frequenz hoher Genauigkeit und Stabilität zu erzeugen. Außer dem Quarz enthalten die angegebenen Schaltungen selbstverständlich ein verstärkendes Element sowie weitere Blindwiderstände, um die Schaltung schwingfähig zu machen, wobei die Werte der Blindwiderstände sowie des verstärkenden Elementes je nach Schaltung die Frequenz der erzeugten Schwingung möglichst wenig beeinflussen.
Die Ausgangsspannung des Oszillators wird allgemein an einer der beiden Hauptelektroden des verstärkenden Elementes abgenommen, insbesondere an einer Elektrode, die nicht mit dem Quarz verbunden ist, damit eine genügende Ausgangsleistung verfügbar ist und außerdem die äußere Belastung die Schwingfrequenz der Schaltung möglichst nicht verändert. Da ein verstärkendes Element jedoch immer außer der verstärkten Signalspannung auch eine Rauschspannung erzeugt, ist die an einer Hauptelektrode abgenommene Signalspannung stets mit einer Rauschglocke versehen. Ein derartiges Signal ist jedoch in manchen Fällen nicht brauchbar.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, mittels einer Oszillatorschaltung mit einem Quarz, zwischen dessen einem Anschluß und dem Nullpunkt der Schaltung eine Verbindung vorhanden ist, eine möglichst rauschfreie Ausgangsspannung zu erzeugen, und. sie ist dadurch gekennzeichnet, daß in diese Verbindung ein Blindwiderstand aufgenommen ist und die an diesem Blindwiderstand abfallende Spannung die Ausgangsspannung des Oszillators ist. Der durch den Quarz fließende Strom ist durch die extrem hohe Güte des Quarzes zwangsläufig rauscharm und sinusförmig. Folglich fällt an dem mit dem Quarz in Reihe geschalteten Blindwiderstand, der z.B.
aus einem verlustarmen Kondensator bestehen kann, nahezu keine Rauschspannung ab. Der Kondensator selbst kann praktisch keine zusätzliche Rauschspannung erzeugen. Weiterhin kann die Ausgangsspannung durch einen weiteren Quarz zusätzlich gefiltert werden, wobei die beiden Quarze zu einem Doppelquarz zusammengefaßt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieper Oszillatorschaltung ist das verstärkende Element ein Feldeffekt-Transistor T, dessen eine Hauptelektrode direkt mit der Betriebsspannung UB und dessen -andere llauptelektrode über einen Widerstand R1 mit dem Nullpunkt der Schaltung verbunden ist. Außerdem ist diese andere Hauptelektrode über einen Kondensator C2 mit dem Nullpunkt der Schaltung und über einen weiteren Kondensator C1 mit der Gate-Elektrode verbunden ist. Die Gate-Elektrode ist weiterhin zur Einstellung eines-tabilen Arbeitspunktes des Transistors T ueber einen Widerstand R2 mit dem Nullpunkt der Schaltung verbunden. Schließlich ist die Gate-Elektrode auch mit dem Quarz A verbunden, und zwar über einen einstellbaren Kondensator 03, un-die erzeugte Frequenz in einem kleinen Bereich einstellbar zu machen.
Die andere Elektrode des Quarzes Q ist über einen Blindwiderstand, nämlich den Kondensator-O4, mit dem Nullpunkt der Schaltung verbunden. Dabei wirkt nur die linke Seite des Quarzes mit dem mit dem Kondensator C3 verbundenen Anschluß als frequenzbestimmendes Element des Oszillators.
Die Ausgangsspannung des Oszillators kann nun am Kondensator 04 abgenommen werden. Da der durch den Quarz Q fließende Strom durch die extrem hohe Güte des Quarzes sinusformig und sehr rauscharm ist, ist es die an diesem Kondensator abfallende Spannung ebenfalls.
Für hohe Ansprüche kann diese Ausgangsspannung aber noch weiter gefiltert werden. Dies kann durch einen weiteren Quarz geschehen. Da es aber schwierig ist, Quarze mit genau gleichen Resonanzfrequenzen, und noch schwieriger, sobie mit genau gleichem Verlauf des Temperaturkoeffizienten herzustellen, ist es zweckmäßig, dic beiden Quarz, nämlich den frequenzbestimmenden und den zur Filterung der Ausgangsspannung vorgesehenen, auf einer Quarzscheibe anzuordnen.
Durch den dadurch zwangsläufig gleichen Schnitt der beiden Quarze ergeben sich auch gleiche Temperaturkoeffizienten.
Bei Quarzen vom Dickenscherschwingertyp ist es bekannt (OS 1 441 653, OS 1 920 078), daß diese sich beim Aufbau als Doppelquarz mit zwei nebeneinanderliegenden Elektrodenpa aren wie ein Bandfilter verhalten, dessen Kopplung im wesentlichen von dem relativen Abstand der beiden Elektrodenpaare voneinander abhängt. Ein solcher Aufbau ist bei dem in der Figur gezeigten ioppelquarz Q bei Beispiel angenommen, wobei Je eine Elektrode der beiden Elektrodenpaare als Anschluß Q1 miteinander und mit dem Kondensator C4 verbunden ist. Die eine freie Elektrode bildet dann den Anschluß des frequenzbestimmenden Elementes des Oszillators, während die andere freie Elektrode Q2 die extrem rauschfreie Ausgangsspannung liefert.
Bei entsprechender Kopplung innerhalb des Doppelquerzes kann der Blindwiderstand C4 auch ganz entfallen und die miteinander verbundenen Elektroden des Doppclquarzes direkt an Masse geschaltet sein, da die Kopplung die Wirkung des Blindwiderstandes ersetzt.
Patentansprüche:

Claims

N e u e r Patentanspruca 12 Oszillatorschaitung mit einem Quarz zwischen dessen einem Anschluß und dem Nullpunkt der Schaltung eine Verbindung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in diese Verbindung ein Blindwiderstand (C4) aufgenommen ist und die an diesem Blindwiderstand abfallende Spannung (UA) die Ausgangsspannung des Oszillators ist.
Batentansprüche: 1. Oszillatorschaltung mit einem Quarz, dessen einer Anschluß mit dem Nullpunkt der Schaltung verbunden ist, dadurch ge- kennzeichnet, daß zwischen diesem Anschluß des Quarzes (Q) und dem Nullpunkt ein Blindwiderstand (a4) geschal- tet ist und die an diesem Blindwiderstand abfallende Span- r7i o h,ic<ron rrccrr\rJnnlILiIna QLILSE--Et

2.) Oszillatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand (04) ein veränderbarer Eondensator ist.
3.) Oszillatorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Quarz (Q) ein Doppelquarz vom Dicken scherschwingertyp ist, bei dem je eine Elektrode der beiden Elektrodenpaare zu einem gemeinsamen Anschluß (Q1) zusammengefaßt sind und der andere freie Elektrodenanschluß (Q2) die Ausgangsspannung (Q) des Oszillators liefert.

L e e r s e i t e