DE2238711C3

DE2238711C3 - In einem elektrischen Uhrwerk als Zeitbasis dienender mechanischer Resonator

Info

Publication number: DE2238711C3
Application number: DE19722238711
Authority: DE
Inventors: Louis Brunet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1972-08-05
Publication date: 1978-09-07
Also published as: DE2264612A1; DE2264612B2; DE2238711A1; FR2154388A1; DE2238711B2; FR2154388B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen in einem elektrischen Uhrwerk als Zeilbasis dienenden, mechanischen Resonator in Form einer elastischen, einseitig mit einer Halterung an der Uhrwerkplatine befestigten Zunge, deren Schwingung mit elektrischen Mitteln aufrechterhallen wird und die an einem Stab befestigt ist, der quadratischen Querschnitt aufweist, der aus eir.em an der Platine befestigten schwingungsdämmenden Block herausragt und der zur Aufrechterhaltung der Schwingungen aus piezoelektrischen, mit zwei Paar Elektroden auf allen vier Seiten belegtem Material besteht, nach Patent 22 38 729.

Der piezoelektrische Stab bildet hierbei zusammen mit der an ihm befestigten Zunge einen Resonator mit definierter Resonanzfrequenz und hoher Güte.

Mechanische Resonatoren finden bekanntlich häufig Anwendung in selbsterregten Oszillatorschaltungen. Dabei sind Antriebselemente, die Antriebsimpulse entsprechend den Resonatorschwingungen auf den Resonator übertragen, und Elemente vorgesehen, die eine durch die Schwingungsbewegung des Resonators erzeugte Spannung an die die Antriebsimpulse erzeugende Antriebsschaltung zur Steuerung derselben liefern.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den eingangs genannten Resonator zweckmäßig auszugestalten, so daß er in einer selbsterregten Oszillatorschaltung Anwendung finden kann. Dies wird dadurch gelöst, daß zwei auf dem Stab einander gegenüberliegende Elektroden als Antriebselektroden dienen, die Antriebsimpulse entsprechend den Resonatorschwingungen auf den Stab übertragen, während das andere Elektrodenpaar zur Aufnahme der durch die Stabverformung erzeugten Spannungsdifferenzen dienen, welche die die Antriebsimpulse erzeugende Antriebsschaltung steuern.

ίο Die Frequenz der Spannungsdifferenzen zwischen den beiden Abnahmeelektroden entspricht der Resonanzfrequenz des Systems Stab — Zunge. Der Resonator schwingt mit dieser Frequenz. Unter der Wirkung der Spannungsdifferenzen zwischen den gegenüber den kristallographischen Achsen des piezoelektrischen Stabes ausgerichteten Antriebselektroden verformt sich der Stab nach dem Lippmannschen Gesetz. Fällt die Verformungsfrequenz mit der Eigenschwingungszahl des Schwingungssystems zusammen, so ergeben sich Resonanzamplituden, die wesentlich größer sind, als die Amplituden bei aperiodischem Betrieb. Der piezoelektrische Stab überträgt seine Verformungen auf die an ihm befestigte schwingungsfähige Zunge. Die am Stab abgenommene Spannungsdifferenz wird über die Antriebsschaltung wiederum dem Resonator aufgeprägt, welcher auf diese Weise selbsterregt schwingt.

Die Anordnung ist zweckmäßig so getroffen, daß die dem piezoelektrischen Stab aufliegenden Elektroden durch Kondensatoren gegen Gleichstrom abgeblockt sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung trägt der im Querschnitt dargeweM-te piezoelektrische Stab 1 auf seinen vier Seitenflächen zwei Paar Elektroden 2,3 und 4,5. Die auf den Elektroden 2, 3 durch die Verformung des Stabes I erzeugten Spannungsschwankungen werden auf die Antriebsschaltung 6 übertragen. Die Verformungen des Stabes 1 werden durch die Schwingungen der an ihm befestigten — nicht dargestellten - Zunge erzeugt.

Die Antriebsschaltung 6 wird außerdem durch Entladen des Transistors 8 gesteuert, der mit der Elektrode 2 verbunden ist und gezwungen ist, sich synchron mit der Resonanzfrequenz des schwingenden Systems zu entladen. Um die Anordnung zum Schwingen zu bringen, wird an die Elektroden 4 und 5 eine in der Antriebsschaltung erzeugte Wechselspannung mit der Resonatorfrequenz angelegt. Schwingungen des Stabes 1 teilen sich der Zunge mit, die an ihm befestigt ist. Es ist klar, daß die der Elektrode 5 aufgeprägten Impulse eine Spannungsdifferenz gegenüber der Masse der Anordnung haben. Diese Impulse steuern den Transistor und synchronisieren hierdurch die Antriebsschaltung Kondensatoren (z. B. 10) blocken den Piezostab 1 gegen Gleichstrom ab. Wenn der Wert des Kondensators 10 so gewählt ist, daß er für die Frequenz der Antriebsschaltung 6 eine geringe Impedanz hat, überträgt er die Antriebsimpulse praktisch verlustlos an die Elektrode 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. In einem elektrischen Uhrwerk als Zeitbasis dienender mechanischer Resonator in Form einer elastischen, einseitig mit einer Halterung an der Utarwerkpiatine befestigten Zunge, deren Schwingung mit elektrischen Mitteln aufrechterhallen wird und die an einem Slab lyefestigt ist der quadratischen Querschnitt aufweist, der aus einem an der Platine befestigten schwingungsdämmenden Block herausragt und der zur Aufrechterhaltung der Schwingungen aus piezoelektrischen, mit zwei Paar Elektroden auf allen vier Seiten belegtem Material besteht, nach Patent 22 38 729, bei Anwendung in einer selbsterregten Oszillatorschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aus dem Stab einander gegenüberliegende Elektroden als Antriebselektroden dienen, die Antriebsimpulse entsprechend den Resona lorschwingungen auf den Stab übertragen, während das andere Elektrodenpaar zur Aufnahme der durch die Slabverformung erzeugten Spannungsdifferenzen dienen, welche die die Antriebsimpulse erzeugende Antriebsschaltung steuern.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kondensatoren, die die dem piezoelektrischen Stab aufliegende Elektroden gegen Gleichstrom abblocken.