DE2257743C3 - Elektrostatischer Oszillator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Oszillator mit einem oszillierenden Element, das Schwingungen ausführen kann, wenn es durch eine elektrostatische Kraft und ein elektrisches Signal mit der Resonanzfrequenz oder mit annähernd der Resonanzfrequenz des Elementes erregt wird, mit einer elektrostatischen Erregereinrichtung, die wenigstens eine Elektrode zum Erregen des oszillierenden Elementes enthält, mit einer elektrostatischen Aufnahmeeinrichtung, die wenigstens eine Elektrode zum Aufnehmen der Schwingung des oszillierenden Elementes enthält.

Bei einem solchen aus der FR-PS 20 53 930 bekannten Oszillator erfolgt die Erregung des oszillierenden Elementes auf piezoelektrischem Wege mit Hilfe eines piezoelektrischen Kristallplättchens, das am in Form einer Stimmgabel oder eines Stimm-Stabes vorliegenden oszillierenden Element angebracht ist. Ein ähnlicher piezoelektrischer Oszillator ist aus der DT-OS 19 13 978 bekannt. Derartige Oszillatoren haben in der Praxis als Normalfrequenzoszillatoren für Zeitnehmer sowie als elektromechanische Wandler und Frequenzwähler für fernmeldetechnische Einrichtungen Verwendung gefunden.

Aus der DT-AS 18 12 315 ist es weiterhin bekannt, zur Erregung eines Oszillators neben einem ferroelektrischen Wandler auch Wandler zu verwenden, deren Wirkung elektromagnetischer, magnetostriktiver oder elektrostatischer Natur ist.

Bei Oszillatoren, die über elektromagnetische Wandler erregt werden, sind infolge der geringen

elektromagnetischen Kraft zur Erregung des oszillierenden Elementes eine große Spannung und eine große Elektrodenfläche erforder'ich. Oszillatoren dieser Art eignen sich infolge ihrer Größe und der erforderlichen hohen Spannung nicht für Geräte, beispielsweise elektrische Uhren, die von einer Batterie angetrieben werden, deren elektromotorische Kraft höchstens einige Volt beträgt.

Auch elektrostatische Oszillatoren wurden trotz ihres hohen Wirkungsgrades für dei-artige Geräte bisher nicht eingesetzt, da bei diesen Oszillatoren zwischen dem oszi'Uerenden Element und der Erregerelektrode und der Aufnahmeelektrode eine hohe Gleichvorspannung erforderlich ist, die von Batterien mit einer elektromotorischen Kraft von einigen Volt nicht geliefert werden; kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe liegt daher darin, einen elektrostatischen Oszillator der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß er in Geräte, beispielsweise elektrische Uhren, eingesetzt werden kann, die mit einer Betriebsspannung einer Batterie von höchstens einigen Volt arbeiten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind dabei erfindungsgemäß ein Elektret, der mit der Erregerelektrode in der elektrostatischen Erregereinrichtung derart kombiniert ist, daß er als eine Gleichspannungsversoigung für den Erregerkreis für das oszillierende Element dient, und ein anderer Elektret vorgesehen, der mit der Aufnahmeelekirode in der elektrostatischen Aufnahmeeinrichtung derart kombiniert ist, daß er als Gleichspannungsversorgung für den Aufnahmekreis für das oszillierende Element dient.

Elektrete sind als Dielektrika mit permanenter dielektrischer Polarisation bekannt.

Der erfindungsgemäße elektrostatische Oszillator kann auch bei Frequenzfiltern geringer Größe verwandt werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert:

F i g. 1 und 2 zeigen in schematischen perspektivischen Ansichten zwei grundlegende Konstruktionen von Ausführungsformen des Oszillators.

F i g. 3 a und 3 b zeigen Grundschwingungen und Störschwingungen einer Stimmgabel;

F i g. 4 a und 4 b sind schematische Ansichten, die den Aufbau einer weiteren Ausführungsform darstellen, bei der die Arme einer Stimmgabel simultan elektrostatisch erregt und ihre Schwingungen aufgenommen werden;

F i g. 5 a, 5 b, 5 c, 5 b', 5 c' sind schematische Ansichten, die den Aufbau von anderen Ausführungsformen zeigen, bei denen eine flache Stimmgabel mit zwei Armen verwandt wird;

F i g. 6 a und 6 b sind schematische Ansichten, die den Aufbau von noch anderen Ausführungsformen zeigen, bei denen eine flache Stimmgabel mit drei Armen verwandt wird;

F i g. 7 a, 7 b und 7 c zeigen die Grundschwingung und die harmonische Schwingung höherer Ordnung jeweils einer Stimmgabel;

F i g. 8 und 9 sind schematische Ansichten, die den Aufbau weiterer Ausführungsformen zeigen, bei denen eine zweiarmige Stimmgabel, kombiniert mit einer Elektret-Elektrodenanordnung verwandt wird, die eine Länge von 0,51 / aufweist;

Fig. 10 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau einer anderen Ausführungsform zeigt, bei der eine dreiarmige Stimmgabel, kombiniert mit einer Elektret-Elektrodenanordnung verwandt wird, die eine Länge von 0,51 / aufweist;

F i g. 11 a, 11b, lic und 11 d zeigen die harmonischen Schwingungen höherer Ordnung jeweils eines Stimmstabes mit freien Enden;

Fig. 12 und 13 sind schemctische Ansichten, die

den Aufbau weiterer Ausführungsformen zeigen, bei denen ein Stimmstab, kombiniert mit einer Elektret-Elektrodenanordnung verwandt wird, die eine Länge von 0,54 / aufweist;

F i g. 14 und 15 sind schematische Ansichten, die den Aufbau von anderen Ausführungsformen zeigen, bei denen Elektreten mit entgegengesetzten Polarisierungen auf gegenüberliegenden Seiten des oszillierenden Elementes angeordnet sind, um Schwingungen des oszillierenden Elementes anzuregen und aufzunehmen;

F i g. 16 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau noch einer anderen Ausführungsform zeigt, bei der zwei Arme einer Stimmgabel simultan durch einen Erregerblock erregt und ihre Schwingungen durch einen Aufnahmeblock aufgenommen werden; Fig. 17, 18, 19, 20, 21 und 22 sind teilweise geschnittene schematische perspektivische Ansichten und Schnittansichten anderer Ausführungsformen, bei denen eine elektrostatische Abschirmeinrichtung verwandt wird, die zwischen den Armen eines oszillierenden Elementes angeordnet ist;
Fig.23 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau einer anderen Ausführungsform zeigt, bei der Elektret-Elektrodenanordnungen und ein oszillierendes Element einheitlich in ein Gehäuse eingegeschlossen sind, um eine kompakte Einheit geringer Größe zu liefern;

F i g. 24 zeigt eine Art, einen Elektreten an einer Elektrode anzuordnen.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform ist eine flache Stimmgabel 10 aus einem Metallmaterial, die drei Arme 11, 12 und 13 aufweist, an ihrem einen Ende an einer L-förmigen Stützplatte 14 aus elektrisch isolierendem Material durch Schrauben 15 und 16 befestigt. Drei Metallelektroden 20, 21 und 22 sind an einer der Außenflächen der jeweiligen Elektreten 17,18 und 19 befestigt. Die Elektreten 17,18 und 19 sind mit ihrer anderen Außenfläche den drei Armen 11,12 und 13 jeweils des oszillierenden Elementes 10 gegenüber in geringem Abstand davon angeordnet. Die Metallelektroden 20, 21 und 22 sind an der Stützplatte 14 befestigt. Die Elektreten 17, 18, 19 dienen zur Gleichspannungsversorgung für den Arm 11 und die Elektrode 20, für den Arm 12 und die Elektrode 21 und für den Arm 13 und die Elektrode 22.

Die drei Arme 11, 12 und 13 schwingen in einer Richtung senkrecht zur Außenfläche des oszillierenden Elementes 10, wobei die Arme 11 und 13 in derselben Phase schwingen, und der Arm 12 in einer Phase schwingt, die der der Arme 11 und 13 entgegengesetzt ist. In F i g. 1 ist die Elektrode 21 eine Aufnahmeelektrode und die Elektroden 20 und 22 sind Erregerelektroden. Auf diese Weise wird in der Aufnahmeelektrode 21 durch die Schwingungen des Arms 12 eine Spannung induziert, und diese Spannung wird durch eine bekannte elektronische Schaltung 27 mit einem Feldeffekttransistor 26 verstärkt, um an die Erregerelektroden 20 und 22 gelegt zu werden. Das Ergebnis ist, daß den Armen 11 und 13

eine Erregungskraft übertragen wird, so daß das oszillierende Element 10 eine ungedämpfte Schwingung vollführt.

Wenn das oszillierende Element 10 ein nichtmetallisches Element, wie ein Siliziumkristall oder ein Quarzkristall ist, können die Elektroden auf die Außenflächenbereiche des oszillierenden Elementes gegenüber der Elektrode aufgedampft oder auf andere Weise aufgebracht sein und auf die in F i g. 1 gezeigte Weise elektrisch verbunden sein.

Fig.2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der eine zweiarmige Stimmgabel an Stelle der in F i g. 1 gezeigten dreiarmigen Stimmgabel verwandt wird, und Elektreten an das oszillierende Element geklebt und in geringem Abstand von den zugehörigen Elektroden angeordnet sind.

In F i g. 2 ist ein Paar Elektreten 29 und 30 an die Endabschnitte der Arme einer Stimmgabel 28 geklebt, und ein Paar Elektroden 31 und 32 ist in geringem Abstand von den jeweiligen Elektreten 29 und 30 angeordnet. Die Elektroden 31 und 32 wirken jeweils entweder als Erregerelektrode oder als Aufnahmeelektrode.

Die oben beschriebene Anordnung ist insofern vorteilhaft, daß die elektrostatische Erregung und die Aufnahme der Schwingungen des oszillierenden Elementes mit einer Zellenspannung in der Größenordnung von einigen¹ Volt erzielt werden kann und eine Zeitnehmernormalfrequenzeinrichtung verwirklicht werden kann, die einen sehr hohen Gütefaktor Q aufweist. Infolge der geringen Dicke der Elektreten kann zusätzlich die Größe des Oszillators mit der Erreger- und Aufnahmeelektrode merklich verringert werden.

Die Fig. 4a, 4b und die Fig. 5a, 5b, 5c, 5b', 5c' zeigen andere Ausführungsformen, bei denen Elektreten verwandt werden, um einen elektrostatischen Oszillator zu erzielen, der nahezu frei von Störschwingungen und gegenüber Störschwingungen widerstandsfähig und einfach im Aufbau und gering in der Größe ist.

Fig. 3a zeigt die Grundschwingungsart einer Stimmgabel. Die Schwingungsfrequenz eines solchen oszillierenden Elementes neigt zu Schwankungen, wenn infolge einer Erschütterung von außen die in F i g. 3 b gezeigte Störschwingung auftritt.

In Fig. 4a sind Elektreten 33, 34, 35 und 36 so angeordnet, daß sie alle dieselbe, positive Polarität an ihren Außenflächen gegenüber einer Stimmgabel 45 aufweisen, wodurch sie ein Gleichfeld aufbauen. Elektroden 37 und 39 sind auf die Außenflächen der Elektreten 33 und 36 auf der dem oszillierenden Element 45 abgewandten Seite aufgedampft oder auf andere Weise aufgebracht Almlich ist eine Elektrode 38 vorgesehen and zwischen die Elektreten 34 und 35 gelegt Die Elektroden 37 und 39 sind mit einer Erregereingangsklemme D verbunden, während die Elektrode 38 mit einer Aufnahmeausgangsklemme P verbunden ist

Auf das Anlegen einer Erregerspannung an die Erregereingangskiemme D hin wird diese Spannung an die Elektroden 37 und 39 mit der gleichen Polarität gelegt Infolge der Tatsache, daß die Elektreten 33 and 36 nut derselben Polarität in Hinblick auf das -oszillierende Element 5 angeordnet and, und daß die deichfelder von den Elektreten 33 und 36 auf das oszillierende Element 45 gerichtet sind, werden die Atme 42 und 43 des oszäDerenden Elementes 45 in die entsprechenden Richtungen erregt, so daß das oszillierende Element 45 allein mit der in Fig. 3a gezeigten Grundschwingungsart schwingt und die in F i g. 3 b gezeigte Störschwingungsart nicht auftritt.

Wenn das oszillierende Element 45 in der in Fi g. 3 a gezeigten Grundschwingungsart schwingt, werden Ladungen derselben Polarität induziert, und wird eine Spannung infolge der Tatsache von der Elektrode 38 aufgenommen, daß die Gleichfelder von den

ίο Elektreten 34 und 35 auf das oszillierende Element 45 gerichtet sind, und die Arme 42 und 43 des oszillierenden Elementes 45 in derselben Richtung relativ zu den Elektreten 34 und 35 schwingen. Wenn andererseits das oszillierende Element 45 in der in

is Fig. 3b gezeigten Störschwingungsart infolge der Übertragung von z. B. einer äußeren Erschütterung schwingt, schwingen die Arme 42 und 43 des oszillierenden Elementes 45 in entgegengesetzte Richtungen relativ zu den Elektreten 34 und 35, so daß sich

ao die induzierten Ladungen aufheben und durch die Elektrode 38 keine Spannung aufgenommen wird. Daraus ist zu sehen, daß die elektrostatisch betriebene Stimmgabel nur in der Grundschwingungsart erregt werden kann.

as In F i g. 4 b ist eine Änderung der in F i g. 4 a gezeigten Vorrichtung dargestellt, bei der die Elektreten 34 und 35 mit Elektroden 40 und 41 an den von den Armen 42 und 43 des oszillierenden Elementes 45 entfernten Außenflächen jeweils versehen sind. Die Elektroden 37 und 41 sind mit einer Erregereingangskiemme D verbunden, und die Elektreten 33 und 35 sind so angeordnet, daß sie entgegengesetzte Polarisierungen relativ zum oszillierenden Element 45 aufweisen. Die Elektroden 40 und 39 sind mit einer Aufnahmeausgangsklemme P verbunden, und die Elektrete 34 und 36 sind so angeordnet, daß sie entgegengesetzte Polarisierungen relativ zum oszillierenden Element 45 aufweisen. Es ist offensichtlich, daß die in Fig. 4b gezeigte abgeänderte Vorrichtung in der völlig gleichen Weise, wie die in F i g. 4 a gezeigte Ausführungsform arbeitet.

Fig. 5a zeigt eine andere Ausführungsform, bei der eine U-förmige, flache Stimmgabel 50 verwandt wird, die ein Paar Arme 51 und 52 aufweist. Wie allgemein bekannt ist, schwingen die Arme 51 und 52 des oszillierenden Elementes 50 in einander entgegengesetzten Phasen in eine Richtung, die senkrecht zur Außenfläche des oszillierenden Elementes 50 verläuft. Vier Elektreten 53, 54, 55 und 56 sind paarweise in geringem Abstand von dem oszillierenden Element 50 angeordnet und weisen jeweils Elek troden 57, 58, 59 und 60 auf, die an der vom oszillierenden Element 50 entfernten Außenfläche befestigt sind. Fig. 5b zeigt eine praktikable Anord- nung der in Fig. 5a gezeigten Elemente. In Fig. 5b sind die Elektreten 53, 54, 55 und 56 mit der gleichen, positiven Polarität an den Außenflächen gegenüber dem oszillierenden Element SO geladen, und die Elektroden 57 und 59 sind mit einer Erregerein-

gangsklemme D verbunden, während Elektroden 58 und 60 mit einer Aufnahmeausgangsklemme P verbunden sind.

Fig. 5c zeigt eine Änderung der in der Fig. 5b dargestellten Vorrichtung, wobei die Elektroden 57

und 60 als Erregerelektroden wirken und die Elektreten 53 und 56 so angeordnet sind, daß sie in bezug auf das oszillierende Element 50 entgegengesetzte Polaritäten aufweisen. Die Elektroden 58 and 59

wirken als Aufnahmeelektroden, und die Elektreten Diese Elektreten 73 und 74 bauen ein Gleichfeld der 54 und 55 sind mit in bezug auf das oszillierende gewünschten Polarität zwischen sich und den Armen Element 50 entgegengesetzten Polaritäten angeord- 71 und 72 der Stimmgabel 70 auf. Die Elektroden 75 net. Es ist ersichtlich, daß die in den F i g. 5 a, 5 b und 76 sind mit einer Erregereingangsklemme D und und 5 c gezeigten Vorrichtungen vollkommen auf die- 5 einer Aufnahmeausgangsklemme P jeweils verbunselbe Weise arbeiten wie die in den Fig. 4a und 4b den. Die Stimmgabel 70 schwingt gewöhnlich in der gezeigten Vorrichtungen. Die Fig. 5b' zeigt eine Grundschwingungsart, die in der Fig. 7a dargestellt andere Änderung der in der F i g. 5 b gezeigten Vor- ist. Die Schwingung zweiter Ordnung zeigt eine Amrichtung. Diese Änderung unterscheidet sich von der plitudenverteilung, wie sie in der F i g. 7 b dargestellt in Fig. 5b gezeigten Vorrichtung darin, daß die io ist, aus der zu ersehen ist, daß ein Knoten an der Polarität der Elektreten 55 und 53 umgekehrt ist. Stelle 0,226 I, gemessen vom freien Ende jedes Arms, F i g. 5 c' zeigt eine Änderung der in der F i g. 5 c dar- auftritt, wobei I die effektive Länge des Arms ist, gestellten Vorrichtung. Diese Änderung unterscheidet und daß die Phase der Schwingung an einem Absich von der in der F i g. 5 c dargestellten Vorrichtung schnitt A₁ der Phase an einem Abschnitt S₁ entgegendarin, daß die Polarität der Elektreten 54 und 55 15 gesetzt ist. Da die von einem elektrostatischen Wandumgekehrt ist. Diese abgeänderten Vorrichtungen ler, der eine solche Stimmgabel aufweist, aufgenomarbeiten auf dieselbe Weise wie es die in den F i g. 5 b mene Spannung proportional der Amplitude der und 5 c gezeigten Vorrichtungen tun. Die andere in Schwingungen ist, hat die aufgenommene Spannung, den Fig. 6a und 6b dargestellte Ausführungsform die dem Abschnitt R₁ entspricht, eine Phase, die der ähnelt im allgemeinen denen, die in den F i g. 5 a »ο Phase der aufgenommenen Spannung, die dem Be- und 5 b dargestellt sind, außer daß eine Stimmgabel reich S₁ entspricht, entgegengesetzt ist. Das Ausmit drei Armen an Stelle einer zweiarmigen Stimm- gangssignal ist die Differenz zwischen diesen Spangabel verwandt wird. nungen. Wenn somit die Länge des Elektrets 74 und

Der Vorteil des elektrostatischen Oszillators, bei der Elektrode 76, die mit der Aufnahmeausgangsdem Elektreten verwandt werden, liegt darin, daß er 25 klemme P verbunden ist, so gewählt sind, daß sie nur mit der Grundschwingung erregt wird und keine 0,51 / betragen, kann das Ausgangssignal der Vor-Störschwingung selbst dann empfangen wird, wenn richtung, das der Schwingung zweiter Ordnung enteine solche Schwingungsart infolge einer äußeren Er- spricht, nahezu eliminiert werden, da ein solches schütterung auftreten sollte. Infolge der Tatsache, Ausgangssignal nahezu Null ist. Obwohl die Ausdaß Elemente, wie piezoelektrische Elemente, nicht 30 gangsspannung, die der Schwingung dritter Ordnung direkt am oszillierenden Element angebracht sind, entspricht, selbst dann nicht auf Null reduziert werwird die fundamentale Eigencharakteristik des oszil- den kann, wenn der Elektret und die Elektrode 74 lierenden Elementes selbst überhaupt nicht beein- und 76 die obengenannte Größe aufweisen, ist die trächtigt. Weiterhin kann die Vorrichtung, bei der Ausgangsspannung in diesem Fall gleich der Diffe-Elektreten verwandt werden, infolge der Tatsache 35 renz zwischen den aufgenommenen Spannungen, die verkleinert werden, daß der Elektret merklich kleiner den Bereichen R₂ und S₂ in F i g. 7 c entsprechen, als ein Magnet ist. Daher kann die Vorrichtung vor- und somit sehr gering.

teilhaft bei einem Zeitnehmer-Normalfrequenzoszilla- In F i g. 9 ist ein Elektret 83 gegenüber einem Arm

tor, der — wie z. B. eine Armbanduhr — unter 81 einer zweiarmigen Stimmgabel 80 angeordnet und schweren Bedingungen arbeitet, und als ein Oszilla- 40 weist eine Elektrode 85 auf, die an der von der tor zur Verwendung bei elektromechanischen Filtern Stimmgabel 80 abseits liegenden Außenfläche vorverwandt werden. gesehen ist. Diese Elektrode 85 ist mit einer Erreger-

Die Fig.8, 9 und 10 zeigen andere Ausführungs- eingangsklemmeD verbunden. Ein anderer Elektret formen, bei denen eine Anordnung getroffen ist, un- 84 ist dem anderen Arm 82 der Stimmgabel 80 gegenerwünschte harmonische Schwingungen zweiter und 45 über angeordnet und weist eine Elektrode 86 auf, die dritter Ordnung zu unterdrücken. auf der von der Stimmgabel 80 entfernt liegenden

F i g. 7 a zeigt die Grundschwingung einer Stimm- Außenfläche vorgesehen ist. Diese Elektrode 86 ist gabel. F i g. 7 b und 7 c zeigen die Schwingungen der mit einer Aufnahmeausgangsklemme P verbunden, zweiten und der dritten Ordnung der Stimmgabel, Die Länge des Elektrets 84 und der Elektrode 86 ist wenn sie einer äußeren Erschütterung unterliegt. Im 50 so gewählt, daß sie 0,51 /, gemessen vom freien Ende Falle eines piezoelektrischen Oszillators ist es not- des Anns 82, beträgt, wobei / die effektive Länge des wendig, die Fläche des die Schwingung aufnehmen- Arms ist.

den piezoelektrischen Elementes zu vergrößern, um In F i g. 10 ist ein Paar Elektrete 93 gegenüber den

unerwünschte Schwingungen höherer Ordnung zu zwei äußeren Armen· 91 einer dreiarmigen Stimmunterdrücken. Das ist deshalb nicht wünschenswert, 55 gabel 90 angeordnet und weist Elektroden 95 auf, die da es eine Verringerung des Gütefaktors der Schwin- an der von der Stimmgabel 90 abseits liegenden gungen des Elementes und einen nachteiligen Einfluß Außenfläche vorgesehen and. Diese Elektroden 95 auf den Temperaturfaktor zur Folge hat. sind mit einer Erregereingangsklemme D verbunden.

Die in den Fig.8, 9 und 10 gezeigten Ausfüh- Ein anderer Elektret 94 mit einer Länge von 0,51 I rungsformen beseitigen solche Mängel und unter- 60 ist dem verbleibenden mittleren Arm 92 der Stimmdrücken in zufriedenstellender Weise unerwünschte gabel 90 gegenüber angeordnet und weist eine Elekharmonische Schwingungen höherer Ordnung, ohne trode 96 auf, die auf der von der Stimmgabel 90 abdie Betriebsdaten des Oszillators nachteilig zu be- seits liegenden Außenfläche vorgesehen ist Diese einflussen. In der F i g. 8 sind zwei Elektreten 73 und Elektrode 96 weist ebenfalls eine Länge von 0,51 1 74 einem Paar von Armen 71 and 72 einer Stimmgabel 65 auf und ist mit einer Aufhahmeausgangsklemme P 70 jeweils gegenüber angeordnet und weisen jeweils verbunden. Es ist ersichtlich, daß die in den Fig. 9 Elektroden TS und 76 auf, die auf den Außenflächen und 10 gezeigten Ausführungsfonnen auf die völlig abseits von den Armen 71 und 72 vorgesehen sind. gleiche Weise arbeiten. Obwohl die Länge der Auf-

nahmeelektrode so gewählt ist, daß sie in den in den F i g. 8, 9 und 10 gezeigten Ausführungsformen 0,51 / beträgt, können die Erregerelektrode oder -elektroden dieselbe Länge wie die Aufnahmeelektrode haben.

Die Fig. 12 und 13 zeigen andere Ausführungsformen, bei denen die Elektreten mit einem oszillierenden Element, wie z. B. einem Stimmstab mit gegenüberliegenden freien Enden, kombiniert sind. Bei einem Stimmstab mit gegenüberliegenden freien Enden erscheinen zusätzlich zu der Grundschwingung die Schwingungen höherer Ordnung einschließlich der zweiten, dritten und vierten Ordnung. Diese Schwingungen werden als Rauschen aufgenommen, wenn der Stab beispielsweise einer äußeren Erschütterung unterliegt. Um diese unerwünschten Schwingungen zu vermeiden, ist eine Anordnung aus einem Elektreten und einer zugehörigen Elektrode, deren Länge etwa das 0,54fache der Länge des frei endenden Stimmstabes beträgt, symmetrisch in Hinblick auf die Mittellinie in Querrichtung des Stabes angeordnet.

In Fig. 12 wird ein frei endender Stimmstab oder ein oszillierendes Element 101 durch eine Vielzahl von Haltedrähten 102 gehalten. Ein Paar Elektreten 103 und 104 ist an gegenüberliegenden Seiten des oszillierenden Elementes 101 angeordnet, um ein elektrisches Gleichfeld für das oszillierende Element 101 aufzubauen. Die Elektroden 105 und 106 sind auf der vom oszillierenden Element 101 abseits ligenden Außenfläche der Elektreten 103 und 104 angeordnet und mit einer Aufnahmeausgangsklemme P und einer Erregereingangsklemme D jeweils verbunden. Die Länge des Aufnahmeelektrets 103 und der Aufnahmeelektrode 105 ist so gewählt, daß sie 0,54 / beträgt, wobei / die Länge des oszillierenden Elementes 101 ist, und die Anordnung, die aus dem Elektreten 103 und der Elektrode 105 besteht, ist symmetrisch in Hinblick auf die Mittellinie in Querrichtung 107 angeordnet, die die Länge / des oszillierenden Elementes 101 in zwei gleiche Teile teilt.

Die F i g. 11 a, 11b, lic und 11 d zeigen die Grundschwingung, die Schwingung zweiter Ordnung, die Schwingung dritter Ordnung und die Schwingung vierter Ordnung jeweils eines oszillierenden Elementes, das einander gegenüberliegende freie Enden aufweist. Die Schwingungen zweiter und vierter Ordnung, die in den Fig. 11b und 11 d dargegestellt sind, haben einen Knoten in der Mitte des oszillierenden Elementes. Die Phase der Schwingungsamplitude luf der linken Seite in Hinblick auf diese Mitte ist der auf der rechten Seite entgegengesetzt. Die durch einen elektrostatischen Wandler, der ein solches oszillierendes Element aufweist, aufgenommene Spannung ist im allgemeinen proportional der Amplitude der Schwingung des oszillierenden Elementes. Wenn damit die aus dem Aufnahmeelektreten 103 und der Aufnahmeelektrode 105 bestehende Anordnimg symmetrisch in Hinblick auf die Mittellinie in Querrichtung des oszillierenden Elementes 101 in der in Fig. 12 dargestellten Weise angeordnet ist, sind die aufgenommenen Spannungen auf der linken Seite und auf der rechten Seite bezüglich der Mitte der Schwingungen zweiter und vierter Ordnung einander in der Phase entgegengesetzt und haben den gleichen absoluten Wert. Daraus folgt, daß die Ausgangsspannung, die die Differenz dazwischen darstellt, gleich Null ist. Das bedeutet, daß diese unerwünschten Schwingungen unterdrückt werden können. Andererseits hat die Schwingung dritter Ordnung, die in der Fig. lic dargestellt ist, eine Amplitudenverteilung, die symmetrisch bezüglich der Mitte ist. In diesem Fall ist die Ausgangsspannung nicht Null, wenn die Aufnahmeelektrode lediglich symmetrisch in Hinblick auf die Mittellinie in Querrichtung des oszillierenden Elementes angeordnet ist. Infolge

ίο der Tatsache jedoch, daß die Amplitude A₄ in Fig. lic in der Phase der AmplitudeA₃ und A₅ entgegengesetzt ist, können die Länge des Aufnahmeelektrets 103 und der Aufnahmeelektrode 105 so gewählt werden, daß sie 0,54 / betragen, wobei I die Länge des oszillierenden Elementes 101 ist, so daß der absolute Wert der aufgenommenen Spannung, die der Amplitude Zj₄ entspricht, gleich der Summe der absoluten Werte der aufgenommenen Spannungen ist, die den Amplituden A₃ und Zj₅ entsprechen.

Durch eine solche Wahl der Länge des Elektrets 103 und der Elektrode 105 kann die Ausgangsspannung, die der Schwingung dritter Ordnung entspricht, auf Null gebracht und diese unerwünschte Schwingung unterdrückt werden. Weiterhin ist die Abmessung des Elektrets 103 und der Elektrode 105, wie sie oben spezifiziert wurde, so gewählt, daß lediglich die Spannung, die der Amplitude A₁, der in F i g. 1 α dargestellten Grundschwingung entspricht, aufgenommen wird, und die Spannung, die der Amplitude A₂

entspricht, die eine der der Amplitude A, entgegengesetzte Phase aufweist, nicht aufgenommen wird. Daher erscheint lediglich die Ausgangsspannung, die der Grundschwingung entspricht, ohne jede Unterdrückung. Der Erregerelektret 104 und die Elektrode 106 haben die gleiche Größe wie der Elektret 103 und die Elektrode 105.

Fig. 13 zeigt eine Änderung der in der Fig. 12 dargestellten Vorrichtung, bei der die aus dem Erregerelektret 104 und der Erregerelektrode 106 bestehende Anordnung durch ein piezoelektrisches Element 108 aus einem Material, beispielsweise Bleizirkonat (PbZrO₃) ersetzt ist und bei dem dieses Element 108 an das oszillierende Element 101 geklebt und mit einer Erregereingangsklemme D verbunden ist. Es ist ersichtlich, daß die in Fig. 13 dargestellte Vorrichtung auf die völlig gleiche Weise wie die in Fi g. 12 gezeigte Vorrichtung arbeitet. Selbstverständlich kann die Verwendung der Elektreten zur elektrostatischen Aufnahme unerwünschte Schwingungen

der zweiten, dritten und vierten Ordnung leicht unterdrücken und die Schwingungsdaten merklich verbessern. Weiterhin werden die Betriebsdaten des oszillierenden Elementes infolge der Tatsache, daß die Elektroden sich im Abstand vom oszillierenden

Element befinden, nicht beeinträchtigt.

Die Fig. 14 und 15 zeigen andere Ausführungsformen, bei denen Elektreten mit einander entgegengesetzten Polarisierungen an entgegengesetzten Seiten eines oszillierenden Elementes zum Erregen des

oszillierenden Elementes in entgegengesetzter Phasenbeziehung und zum Aufnehmen der Schwingungen des oszillierenden Elementes angeordnet sind.

In Fig. 14 wird ein oszillierendes Element 111 in Form eines Auslegers an seinem einen Ende an

einem Tragsockel 112 gehalten. Zwei Paare von Hektreten 113, 114 und 115, 116 sind dem oszillierenden Element 111 gegenüber in Ebenes angeordnet, die senkrecht zu der Richtung der

652g

Schwingung des oszillierenden Elementes 111 liegen. Elektroden 117, 118, 119 und 120 sind an Außenflächen der jeweiligen Elektreten 113, 114, 115, 116 vorgesehen, die abseits vom oszillierenden Element 111 liegen. Die Elektroden 117 und 118 sind mit einer Erregereingangsklemme D verbunden, um als Erregerelektroden zu wirken, und die Elektreten 113 und 114, die ein elektrisches Erregergleichfeld aufbauen sollen, haben Polarisierungen, die relativ zum oszillierenden Element 111 einander entgegengesetzt sind, so daß elektrische Felder in gleicher Richtung an das oszillierende Element 111 gelegt werden können. Die elektrischen Felder sind damit vom Elektreten 113 auf das oszillierende Element 111 und vom oszillierenden Element 111 auf den Elektreten 114 gerichtet. Die Elektroden 119 und 120 sind mit einer Aufnahmeausgangsklemme P verbunden, und die Elektreten 115 und 116, die ein elektrisches Aufnahmegleichfeld aufbauen sollen, sind so angeordnet, daß sie elektrische Felder der gleichen Richtung auf das oszillierende Element 111, wie im Falle der Erregerelektreten 113 und 114 anlegen.

Während des Betriebs wird eine Erregerspannung an die Erregereingangsklemme D gelegt, so daß die Spannung gleicher Polarität an die Erregerelektroden 117 und 118 gelegt wird. Infolge der Tatsache, daß die Elektreten 113 und 114 elektrische Gleichfelder der gleichen Richtung an das oszillierende Element 111 legen, werden die Erregerkräfte von den Elektreten 113 und 114 auf das oszillierende Element 111 in derselben Richtung übertragen. Damit ist die dem oszillierenden Element 111 übertragene Erregerkraft zweimal so groß als in dem Fall, in dem das oszillierende Element 111 nur durch einen der Elektreten 113 und 114 erregt wird, und kann eine wirkungsvolle elektromechanische Umwandlung erzielt werden. Infolge der Tatsache, daß das oszillierende Element 111 während der Schwingung in eine Umkehrrichtung relativ zu den Elektreten 115 und 116 abgelenkt wird, und diese Elektreten 115 und 116 die elektrischen Aufnahmefelder gleicher Richtung an das oszillierende Element 111 legen, werden Ladungen derselben Polarität in den Elektroden 119 und 120 induziert. Diese Ladungen werden zusammenaddiert und erscheinen als aufgenommene Spannung an der Aufnahmeausgangsklemme P.

In Fig. 15 ist ein oszillierendes Element 121 in Form einer zweiarmigen Stimmgabel mit zwei Paaren von Elektreten 123, 124 und 125, 126 kombiniert, wobei das Erregerelektretenpaar 123 und 124 mit einem Ann 122 a und das Aufnahmelektretenpaar 125 und 126 mit dem anderen Arm 122 b des oszillierenden Elementes 121 kombiniert ist. Die Elektreten 123,124,125 und 126 sind so angeordnet, daß sie wie die, die in Fig. 14 gezeigt sind, alle die gleiche Polarität aufweisen, und es ist ersichtlich, daß die in Fig. 15 gezeigte Vorrichtung auf dieselbe Weise, wie die in F i g. 14 gezeigte, arbeitet.

Es ist ersichtlich, daß die elektromechanische Umwandlung mit einem hohen Wirkungsgrad erfolgen kann, ohne das es notwendig ist, von außen eine Gleichspannung anzulegen oder einen Transformator vorzusehen. Infolge der Tatsache, daß die Elektreten in Form eines dünnen Filmes erhalten werden können, kann -weiterhin die Größe der Vorrichtung als Ganzes ausreichend verkleinert werden. Infolge dieser Vorteile kann die Vorrichteng als ein Zeitnefamenrormaifrequenzosziliator für Uhren and als Zungenfilter verwandt werden, für das eine Miniaturdimensionierung erforderlich ist.

Fig. 16 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der eine Erregerelektrode, die zwischen ein Paar von Elektreten gelegt ist, und eine Aufnahmeelektrode, die zwischen ein anderes Paar von Elektreten gelegt ist, auf der Symmetrieachse einer zweiarmigen Stimmgabel angeordnet sind, um simultan die zwei Arme der Stimmgabel anzuregen und die Schwin-

xo gungen der Stimmgabel aufzunehmen.

In Fig. 16 ist eine zweiarmige Stimmgabel 131 aus einem Metallmaterial auf einem Tragsockel 137 angeordnet, der von einem Stab 136 gehalten wird, der sich durch den Sockel 137 erstreckt. Ein Erregerblock besteht aus einem Paar von Elektreten 132 a und 133 a und einer Elektrode 134 a, die in Form eines Metallstreifens oder Metallfilms zwischen diese Elektreten gelegt ist. Die Elektreten 132 α und 133 α haben die gleiche Polarität an der Außenfläche gegenüber den zwei Armen der Stimmgabel 131. Ein Aufnahmeblock besteht aus einem Paar Elektreten 132 b und 133 b und einer Elektrode 134 b, die in Form eines Metallstreifens oder eines Metallfilms zwischen diese Elekfreten gelegt ist. Ein Paar Klemmen 135 α und 135 b aus einem Metallmaterial sind mit dem jeweiligen Elektroden 134 α und 134 b verbunden. Der Haltestab 136 ist mit einem Teil an dem geschlossenen Endabschnitt der Stimmgabel 131, beispielsweise durch Schweißen, befestigt. Die Klemmen 135 α und 135 b und der Haltestab 136 sind an dem Tragsockel 137 befestigt, der aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, bestehen kann.

Bei einer solchen Anordnung erscheint eine Gleich-Spannung zwischen der Stimmgabel 131 und der Erregerelektrode 134 a, die den elektrischen Feldern entspricht, die durch die Elektreten 132a und 133a aufgebaut sind. Ähnlich erscheint eine Gleichspannung zwischen der Stimmgabel 131 und der Aufnahmeelektrode 134 b, die den elektrischen Feldern entspricht, die durch die Elektreten 132 b und 133 b aufgebaut sind. Wenn damit eine Spannung mit einer Frequenz, die nahezu gleich der Resonanzfrequenz der Stimmgabel 131 ist, zwischen die Klemme 135 d und den Haltestab 136 für die Stimmgabel 131 gelegt ist, wird die Stimmgabel 131 zu Schwingungen durch die dem Prinzip eines elektrostatischen Wandlers entsprechende Anregungskraft angeregt, und es erscheint eine Spannung zwischen der Klemme 135 b und dem Haltestab 136 für die Stimmgabel 131, die eine Frequenz aufweist, die gleich der Resonanzfrequenz der Stimmgabel 131 ist. Derselbe Effekt zeigt sich, wenn die relativen Positionen des Anregeblocks und des Aufnahmeblocks umgekehrt sind.

Es ist einzusehen, daß infolge der Tatsache, daß die zwei Arme der Stimmgabel simultan angeregt werden können, die Stimmgabel zu Schwingungen mil einer geringen Spannung angeregt werden kann, ohni daß die Symmetrie der Stimmgabel verlorengeht Weiterhin können kleine Schwingungen der Stimmgabel wirkungsvoll empfangen werden, und kann die Vorrichtung, die den Anrege- und Aufnahmeblocl enthält, in ihren Dimensionen klein gehalten werden Die Fig. 17, 18, 19, 20, 21 und 22 zeigen ändert Ausführungsformen, bei denen eine elektrostatisctn Abschirmplatte zwischen die Arme eines dünnen flachen, oszillierenden Elementes mit wenigstens zwe Armen gesetzt ist, um die elektrischen Eigenschaftei

des oszillierenden Elementes in einem elektrostatischen Oszillator, der Elektreten verwendet, zu verbessern. Bei einem elektrostatischen Oszillator dieser Art besteht die Neigung, daß eine elektrostatische Kapazität zwischen den Erreger- und Aufnehmerelektroden auftritt und bei Anlegen einer Spannung an die Erregerelektrode eine Spannung mit einer anderen Frequenz als der Resonanzfrequenz des oszillierenden Elementes durch die Aufnehmerelektrode aufgenommen wird. Dieses ist insbesondere dann unerwünscht, wenn der elektrostatische Oszillator als Filter benutzt wird.

In den F i g. 17 und 18 wird ein U-förmiges, flaches oszillierendes Element 142 mit einem Paar von Armen 142 α und 142 b von einem Halteblock 141 gehalten. Ein Elektret 143 ist dem Arm 142 α des oszillierenden Elementes 142 gegenüber angeordnet und weist eine Erregerelektrode 145 auf, die an der vom Arm 142 α entfernten Außenfläche vorgesehen ist. Ein anderes Elektret 144 ist dem Arm 142 b des oszillierenden Elementes 142 gegenüber angeordnet und weist eine Aufnahmeelektrode 146 auf, die an der vom Arm 142* entfernten Außenfläche vorgesehen ist. Eine elektrostatische Abschirmplatte 147 ist zwischen die Arme 142 α und 143 b des oszillierenden Elementes 142 gesetzt und mit dem Halteblock verbunden, so daß sie dadurch geerdet ist. Diese Elemente sind in ein äußeres Gehäuse 148 aus einem elektrisch isolierenden Material eingeschlossen. Durch das Einsetzen der Abschirmplatte 147 zwischen die Arme 142 a und 142 b des oszillierenden Elementes 142 kann die elektrostatische Kapazität C zwischen der Erregerelektrode 145 und der Aufnahmeelektrode 146 nahezu ausgeschlossen werden. Daher werden Spannungen mit anderen Frequenzen als Resonanzfrequenz in der Aufnahmeelektrode 146 nicht induziert.

Bei der in den Fig. 19 und 20 dargestellten weiteren Ausführungsform wird eine dreiarmige Stimmgabel 152 mit einem Paar von äußerem Armen 152 a und einem mittleren Arm 1526 von einem Halteblock 151 gehalten. Ein Paar Elektreten 153 ist den jeweiligen Armen 152 a gegenüber angeordnet, und jeder Elektret 153 ist mit einer Erregerelektrode 155 an der von dem Arm 152 α entfernten Außenfläche versehen. Ein anderer Elektret 154 ist dem Arm 152 ft gegenüber angeordnet und mit einer Aufnahmeelektrode 156 an der vom Arm 152 b entfernten Außenfläche versehen. Ein Paar Abschirmplatten 157 ist zwischen die Arme 152 α und 152 b gesetzt. Auch in diesem Fall kann die elektrostatische Kapazität C zwischen der Erregerelektrode 155 und der Aufnahmeelektrode 156 auf einen sehr kleinen Wert verringert werden.

Bei der in den Fig. 21 und 22 dargestellten weiteren Ausführungsform wird ein H-förmiges dünnes, oszillierendes Element 162 mit einem Paar von Armen 162 a und 162 & in seiner Lage von einem Haltestab 161 gehalten, der quer durch den mittleren Stegabschnitt des Elementes 162 verläuft. Ein Elektret 163 ist dem Arm 162 α gegenüber angeordnet und mit einer Erregerelektrode 165 an der vom Arm 162 α entfernten Außenfläche versehen. Ein anderer Elektret 168 ist gegenüber dem Arm 162 b angeordnet und mit einer Aufnahmeelektrode 166 an der ram Arm 162 ft entfernten Außenfläche versehen. Ein Paar geerdeter Abschirmelektroden 167 ist zwiichen die Arme 162 a und 1626 gesetzt, um die elektrostatische Kapazitäv zwischen der Erregerelektrode 165 und der Aufnahmeelektrode 166 auf ein Minimum zu reduzieren.

Eine einfache Anordnung, bei der eine geerdete S Abschirmelektrode zwischen die Arme eines dünnen, flachen, oszillierenden Elementes mit wenigstens zwei Armen gesetzt ist, kann nahezu die elektrostatische Kapazität zwischen der Eingangs- und der Ausgangselektrode beseitigen.

ίο Fig.23 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der ein elektrostatischer Oszillator, der Elektreten verwendet, in ein Gehäuse eingesetzt ist, um eine kompakte Einheit geringer Größe zu liefern. In Fig. 23 ist ein oszillierendes, an einem Ende freies Element 171 aus einem Metallmaterial mit seinem anderen Ende an einem Teil eines Gehäuses 174 aus einem elektrischen Isolationsmaterial befestigt. Ein Paar Elektreten 172 a und 1726 ist an gegenüberliegenden Seiten des oszillierenden Elementes 171

ao angebracht und an jeweiligen Metallelektroden 173 a und 173 6 befestigt, die an der inneren Oberfläche des Gehäuses 174 fest angebracht sind. Zwei Zuleitungen 175 α und 175 b verbinden die Elektroden 173 α und 173 b elektrisch mit den Klemmen 176 und

as 177. Das oszillierende Element 171 ist elektrisch mit der anderen Klemme 178 verbunden.

Während des Betriebs hat der Elektret 172 α die Wirkung, daß er eine Gleichspannung zwischen die Klemmen 176 und 178 legt. Ähnlich hat der Elektret 172 b die Wirkung, daß er eine Gleichspannung zwischen die Klemmen 177 und 178 legt. Wenn nun eine Spannung mit einer Frequenz, die gleich der Resonanzfrequenz des oszillierenden Elementes 171 ist, zwischen die Klemmen 176 und 178 gelegt ist, wird das oszillierende Element 171 entsprechend dem Prinzip eines elektrostatischen Wandlers zu Schwingungen angeregt und es erscheint gleichzeitig eine Spannung zwischen den Klemmen 177 und 178, die den Schwingungen des oszillierenden Elementes 171 entspricht.

Bei dieser Ausführungsform können Erreger- und Aufnahmeelektreten und Elektroden mit sehr geringen Dicken verwandt und an der inneren Oberfläche eines Gehäuses geringer Größe befestigt werden. Damit hat die die oszillierende Vorrichtung enthaltende Einheit eine sehr geringe Größe. Es ist ersichtlich, daß das in Fig.23 gezeigte, stabförmige, an einem Ende frei oszillierende Element durch irgendein anderes oszillierendes Element ersetzt werden kann.

Fig.24 zeigt eine Möglichkeit, einen Elektreten an einer Elektrode bei einer Ausführungsform des elektrostatischen Oszillators fest anzubringen. In Fig.24 ist der freie Endabschnitt eines auch als Elektrode dienenden stabförmigen, an einem Ende frei oszillierenden Elementes 181 aus einem Metallmaterial gezeigt, das einem Elektret 182 in geringem Abstand gegenüber angeordnet ist. Eine Elektrode 183 ist fest an der Außenfläche des Elektreten 182 angebracht, die vom oszillierenden Element 181, das

in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung schwingt, entfernt liegt. Der Elektret 182 hat die Wirkung, daß er eine Gleichspannung zwischen die Elektroden 181 und 183 legt. Der in Fig.24 gezeigte Elektret 182 wird dadurch gebildet, daß ein Polymerfilm direkt auf die Außenfläche der Elektrode 183 aufgebracht wird und der Film während oder nach dem Aufbringen des Filmes in der gewünschten Polarität geladen wird. Beispielsweise kann der Elektret

182 dadurch gebildet werden, daß ein Polymerfilm auf die Außenfläche der Elektrode 183 aufgebracht wird, indem ein solcher Film bis zum Schmelzen erhitzt wird, oder dadurch, daß auf die Außenfläche der Elektrode 183 eine Lösung aufgetragen wird, die durch Dispergieren eines feinen Pulvers des Polymers in einer Flüssigkeit, beispielsweise einem organischen Lösungsmittel, erhalten wird, und daß anschließend die Dispersion gebrannt wird, um einen Polymerfilm auf der Außenfläche der Elektrode 183 zu bilden. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß das elektrische Gleichfeld, das vom Elektreten 182 auigebaut wird, infolge der Tatsache, daß kein Binde-

mittel zwischen dea Elektreten 182 und die
trode 183 gebracht werden muß, ungeschwächt zur Verfügung steht. Weiterhin kann infolge der Tatsache, daß der Abstand zwischen den Elektroden 183 und 181 sehr klein gewählt werden kann, ein elektrisches Gleichfeld, das von außen zwischen das oszillierende Element 181 und die Elektrode 183 zum Erregen des oszillierenden Elementes 181 gelegt ist, auf eine sehr geringe Größe reduziert werden. Darüber hinaus erscheint eine hohe Ausgangsspannung zwischen den Elektroden 181 und 183, obwohl die Schwingung des oszillierenden Elementes 181 durch eine so geringe äußere Spannung erregt wird.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

i'l \ Patentansprüche:

1. Elektrostatischer Oszillator mit einem oszil-. lierenden Element, das Schwingungen ausführen

"·' kann, wenn es durch eine elektrostatische Kraft und ein elektrisches Signal mit der Resonanzfrequenz oder mit annähernd der Resonanzfrequenz des Elementes erregt wird, mit einer elektrostatischen Erregereinrichtung, die wenigstens eine Elektrode zum Erregen des oszillierenden EIementes enthält, mit einer elektrostatischen Aufnahmeeinrichtung, die wenigstens eine Elektrode zum Aufnehmen der Schwingung des oszillierenden Elementes enthält, gekennzeichnet durch einen Elektreten, der mit der Erregerelektrode in der elektrostatischen Envgereinrichtung derart kombiniert ist, daß er als eine Gleichspannungsversorgung für den Erregerkreis für das oszillierende Element dient, und einen anderen Elektreten, der mit der Aufnahmeelektrode in der elektrostatischen Aufnahmeeinrichtung derart kombiniert ist, daß er als Gleichspannungsversorgung für den Aufnahmekreis für das oszillierende Element dient.

2. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennnzeichnet, daß das oszillierende Element wenigstens zwei Arme aufweist, die mit entgegengesetzter Phasenbeziehung schwingen, und daß jeder der Arme einer einzigen Elektrode oder mehreren, Aufnahme- und Erregerelektroden umfassenden Elektroden gegenüberliegt (F i g. 1 und 2).

3. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oszillierende Element einen Arm umfaßt, der an seinem einen Ende mit einem Halteteil verbunden und an seinem anderen Ende frei ist, daß die Aufnahmeelektrode dem Arm gegenüber angeordnet ist und sich von der Höhe des freien Endes des Armes in einer Ebene senkrecht zur Schwingungsrichtung des Armes, in Richtung auf das Halteteil erstreckt, und daß die Aufnahmeelektrode eine Länge von etwa 0.51 / aufweist, wenn / die effektive Länge des Armes bezeichnet.

4. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oszillierende Element an seinen beiden Enden frei ist, daß sich die Aufnahmeelektrode dem oszillierenden Element gegenüber, symmetrisch zur Mittellinie in Querrichtung des Elementes in einer Ebene erstreckt, die senkrecht zur Schwingungsrichtung des oszillierenden Elementes verläuft, und daß die Aufnahmeelektrode eine Länge von etwa 0,54 / aufweist, wenn / die Gesamtlänge des oszillierenden Elementes bezeichnet (F i g. 12 und 13).

5. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oszillierende Element wenigstens einen Arm aufweist und daß zwei Paare von Elektroden mit darauf befindlichen Elektreten den Breitseiten des Armes gegenüber in Ebenen angeordnet sind, die senkrecht zur Schwingungsrichtung des Armes verlaufen und daß jedes Paar der Elektreten derart angeordnet ist, daß die Polarität jeweils des einen Elektreten an der dem Arm zugewandten Oberfläche zur Polarität des anderen Elektreten an der entsprechenden dem Arm zugewandten Oberfläche entgegengesetzt ist (Fig. 14 und 15).

6. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oszillierende Element die Form einer Stimmgabel aufweist und daß dei zugehörige Erregerblock, der aus einem Paar vor Elektreten und der Erregerelektrode in Form eines Metallstreifens oder Metallfilms zwischen der Elektreten besteht, und der zugehörige Aufnahmeblock, der aus einem Paar Elektreten und der Aufnahmeelektrode in Form eines Metallstreifens oder Metallfilms zwischen den Elektreten besteht, den Armen der Stimmgabel gegenüber auf der Symmetrieachse der Stimmgabe] in einer Ebene angeordnet sind, die senkrecht zui Schwingungsrichtung der Stimmgabel verläuft (F ig. 16).

7. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oszillierende Element wenigstens zwei Arme aufweist, denen jeweils die Erregerelektrode und die Aufnahmeelektrode mit den darauf befindlichen Elektreten gegenüberliegen und daß eine elektrostatische Abschirmeinrichtung zwischen den Armen angeordnet ist (Fig. 19 bis 22).

8. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerolektrode und die A'jfnahmeelektrode, auf denen sich jeweils ein Elektret befindet, an der Innenfläche eines Gehäuses befestigt sind und in einer Ebene liegen, die senkrecht zur Schwingungsrichtung des oszillierenden Elementes verläuft (F i g. 23).