DE2220456A1 - Veränderliche Kapazität zur Regelung des Quarzoszillators einer Quarzuhr - Google Patents

Description

Bernard Golay S.A.
Laus arme (Schwei ζ)

Veränderliche Kapazität zur Regelung
des Quartzoszillators einer Quartζuhr

Das Regeln eines Quartzoszillators wird meistens so vorgenommen, dass man eine veränderliche Kapazität in seinen Unterhaltungsstromkreis einschaltet. Diese Lösung stellt kein besonderes Problem, insofern man über genügend Platz verfügt.

In einer Quartzuhr muss man einerseits über einen grossen Regelungsbereich verfügen, das heisst, über eine Kapazität, die
einen grossen Veränderungsbereich hat, während andererseits der
verfügbare Platz äusserst klein ist. Die üblichen veränderlichen Kapazitäten entsprechen nicht diesen Bedingungen.

Mann kennt ferner veränderliche Kapazitäten, die aus mehreren unveränderlichen Kapazitäten gebildet sind, die Mittel aufweinen, die es gestatten, sie parallel zu schalten, wobei diese

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Kapazitäten Werte aufweisen, die es gestatten, durch ihre Kombination mehrere sich schrittweise unterscheidende Werte zu erhalten. Mit solchen Kapazitäten lässt sich jedoch die Schwingungsfrequenz eines Quartzkristalls nicht um einander gleiche Schritte verändern. Man ist endlich genötigt, diese Kapazitäten durch eine unveränderliche Hilfskapazität zu ergänzen, die man im Stromkreis in Serie oder Parallel einfügt, um die von der Herstellung des Quartzes herrührenden Frequenzabweichungen auszugleichen.

Eine ideale Lösung würde darin bestehen, über eine veränderliche Kapazität zu verfugen, die es gestatten würde, diese Abweichungen im Wert von ±3'1O~5 auszugleichen, mit gleichzeitiger Möglichkeit, die Schwingungsfrequenz im ganzen Regelungsbereich um gleiche Schritte zu verändern, und dies mit der kleinstmöglichen Anzahl von Kondensatoren.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist, dieses Ziel dadurch zu erreichen, dass man eine veränderliche Kapazität aus einer Anzahl unveränderlicher in Serie geschalteten Kapazitäten zusam-

CC C mensetzt, deren Einzelwerte gleich -v , -?> ... — sind, wobei η-] ,

■jY

TL2 ... n_x ganze Zahlen sind, und wobei Mittel vorgesehen sind, die es gestatten, eine jede Kapazität unabhängig kurz zu schliessen, was es erlaubt, Aenderungen der Schwingungsfrequenz des Quartzes zu erreichen, die praktisch eine Mehrzahl des Wertes Af sind, welcher Wert der Frequenzänderung entspricht, wenn man eine Kapazität C in den Unterhaltungsstromkreis einschaltet. Die anliegende Zeichnung stellt dac Schema einer erfin-

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dungsgemässen veränderlichen Kapazität dar und eine "beispielsweise Ausführungsform dieser letzteren.

Die Fig. 1 entspricht dem Schema.

Die Fig. 2 zeigt die Ausführungsform.

Der Block 1 der Fig. 1 zeigt den Quartzkristall mit dem

DrosselwertcL, und der Kapazität Cq und den Block 2 als Beispiel

CCCC
vier Kapazitäten — , — , — , — , die in Serie geschaltet sind, wobei ni , n2 , nj , n.4. ganze Zahlen sind. Yier Schalter ^, 4, 5 und 6 gestatten es, eine jede Kapazität einzeln kurz zu schalten. - ■

Sind alle Kapazitäten kurz geschlossen, so schwingt der Quartz mit seiner Eigenfrequenz, das heisst

woraus to

2 _ _
⁰ " ^LO°

Die erhaltene Frequenz änderung ^.f Hesse ^ich den folgenden Gleichungen entnehmen:.

n» ^3 n^ _

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wo —a— ein vernachlässigbarer Wert ist, sodass man endlich folgendes Resultat erhält:

Man sieht, dass die Frequenzänderung eine Konstante ist, die durch die Summe der Werte η der nicht kurzgeschlossenen Kapazitäten multipliziert wird.

Als Beispiel werde angenommen, es seien diece Werte 1, 2, 4, 8 im Schema der Fig. 1 und man setze

wo C die totale Kapazität des Blockes 2 ist. Kan kann in diesem Falle folgende Werte erhalten:

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	A.	*	C	A f
*	*	*	*	O
	*	*		A to ί
	V ·■■		*	^^ ■ ■ f
I			3 T" S
t "

wo"bei * die kurz geschlossenen Kapazitäten cind Dies würde im vorliegenden Falle sechzehn Kombinationen

ergeben und sechzehn schrittweise Werte gleichen Schrittes. Mt mehr Kapazitäten erhält man mehr Schritte, so zum

Beispiel 32 mit fünf Kapazitäten, 64 mit sechc Kapazitäten,

Αϊ ο '= 2-10⁶ und fünf Kapazi-Wählt man zum Beispiel —j—

täten, so wäre der Regelungshereich gleich 6,4-10-5 , was eine grobe Regulierung der Frequenz erübrigt.

Zu bemerken ist, dass die Kapazität des Blockes 2 unendlich wird, wenn alle Kapazitäten kurzgeschlossen sind.

Nach der Ausführungsform der Fig."2 sind vier feinschichtige Keramikkapazitäten ^ , ~₂ , ^ , ^ vorgesehen, die auf der gedruckten Schaltung einer Uhr gelötet sind und mit Leiter 7, 8, 9, 10 und 11 verbunden sind, die derart angeordnet sind, dass die je zwei benachbarte Pole der Kapazitäten verbinder*^ Leiter einander gegenüberliegen.

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Zwischen den einander benachbarten Leiter V₁ 8, 9₇ 10 und 11 liegen kleine drehbare elastische Verbindungsglieder 12, 13, 14, 15* die die entsprechende Kapazität kurzschließen können.

C C C In der Fig. 2 sind die Kapazitäten — , — , — kurz-

ui η 'τ η/ί-0 ^

geschlossen, die Kapazität — nicht, was durch einfaches- Drehen der genannten Glieder geschieht.

Eine jede andere Anordnung kann benutzt werden, wie zum Beispiel die Anordnung von Schrauben zwischen den Leitern 7, 8, 9_T 10, 11. Durch Einschrauben wurden die Schrautenköpfe die Leiter miteinander verbinden.

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Claims (3)

1. Patentansprüche:

   M)) Veränderliche Kapazität zur Regelung des Quartzoszilla- -tors einer Quartzuhr, dadurch gekennzeichnet, dass man eine veränderliche Kapazität (2) aus einer Anzahl unveränderlicher,, in Serie geschalteten Kapazitäten zusammensetzt, deren Einzelwerte

   GC G
   gleich ■- , - , · * * η s^¹¹^» ^{w0 n}11 ⁿ2 ··· H_x ganze Zahlen sind,

   \ cz. X

   ■wobei Mittel (3 bis 6) vorgesehen sind,, die es gestatteil, eine jede Kapazität unabhängig kurz- zu:^;" schließ sen, was es erlaubt, Aenderungen der Schwingungsfrequenz des Quartzes zu erreichen, die praktisch eine Mehrzahl des Wertes Λ ί sind, welcher Wert der J?reciuenzänderung entspricht, wenn man eine Kapazität G in den Unterhaltungsstromkreis einschaltet.
2. 2) Kapazität nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkapazitäten (— , —■ , usw.) aus dünnschichtigen, auf einer gedruckten Schaltung gelöteten Kondensatoren bestehen, deren Polen mit Leiter (7 bis 11) verbunden sind, die derart einander gegenüberliegen, dass man sie mittels je einem verstellbaren Verbindungsteil (12 bis 15) miteinander verbinden kann.
3. 3) Kapazität nach Ansprüchen 1 und 2, 'dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsglieder aus drehbaren el-:--;:ti:r-chen Klingen (12 bis I5) bestehen.

   t'r) Kapazität nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekonnzeichnet, dass die Verbindungsglieder Schrauben :.·ine¹.

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