DE2349749B2 - Oszillator-Schaltung, insbesondere fur eine Uhr - Google Patents

Oszillator-Schaltung, insbesondere fur eine Uhr

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    • G04F5/06—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses using piezoelectric resonators
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
    • H03B5/36—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/364—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device the amplifier comprising field effect transistors
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Description

Die Erfindung betrifft eine Oszillator-Schaltung, insbesondere für eine Uhr, mit eip.em Quarzkristall, der einem Inverter aus zwei komplementären MOS-Halbleiterbauelementen parallel geschaltet ist, mit zwei gemeinsam mit dem Quarzkristall einen Schwingkreis bildenden in Serie geschalteten Kondensatoren, deren gemeinsamer Y^rbindungspunkt mit Bezugspotential verbunden ist, und mit eir^m pas-:ven Bauelement zum Frequenzabgleicii der Oszillatorschaltung.
Eine derartige Oszillatorschaltu^ ist in der DE-OS 21 53 828 beschrieben, gemäß welcher als passives Bauelement zum Frequenzabgleich ein Kondensator mit veränderlicher Kapazität bzw. ein Trimmkondensator vorgesehen ist. Nachteilig bei dieser Art des Abgleiche ist es, daß ein diskretes veränderliches kapazitives Element vorgesehen sein muß, welches auf einem Substrat montiert werden muß. Hierdurch werden nicht nur die Kosten der Oszillatorschaltung sondern auch die Montagekosten erhöht, und es ergibt sich gleichzeitig ein erhöhter Raumbedarf im Inneren des Uhrgehäuses.
Andererseits kann ein Quarzkristall bei Anwendung der üblichen Herstellungsverfahren nur mit einer Genauigkeit von ± I Hz geschnitten werden, was für viele Anwendungszwecke befriedigend ist, bei speziellen Anwendungen, wie zum Beispiel in Quarzuhren, jedoch nicht ausreichend genau ist. Bei derartigen Anwendungen bzw. bei Quarzuhren ist es nämlich wichtig, daß die Schwingfrequenz des Quarzoszillators sehr genau auf eine vorgegebene Frequenz abgeglichen werden kann, um eine hohe Ganggenauigkeit zu erzielen. Würde man nämlich bei einer handelsüblichen Quarzuhr mit einer Nennfrequenz von 49,152 kHz des Quarzkristalls eine Frequenzabweichung von I Hz tolerieren, so würde dies zu einer Zeitabweichung von 2 sek. pro Tag führen, was bei einer Quarzuhr nicht akzeptabel wäre.
Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufgezeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen abgleichbaren Oszillator, insbesondere für Uhren, anzugeben, welcher einfacher und billiger aufzubauen b/w. abzugleichen ist und welcher bei verringerten Raumbedarf eine erhöhte
Zuverlässigkeit besitzt. Diese Aufgabe wird bei einer Oszillatorschaltung der
eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß air passives Bauelement ein veränderlicher Widerstand vorgesehen ist, welcher in
Serie zu einem der Kondensatoren geschaltet isL
Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Oszillatorschaltung besteht darin, daß ein veränderlicher Trimmwiderstand ein zuverlässigeres Abg'eichelement als ein veränderbarer Kondensator ist und außerdem auf einem Substrat hergestellt und abgeglichen werden kann, so daß kein diskretes Bauelement hergestellt werden muß, was die Montagekosten und den Raumbedarf gegenüber der vorbekannten Lösung mit Trimmkondensator verringert Außerdem ergibt sich eine erhöhte Zuverlässigkeit, da keine Kontaktierungsprobleme zu befürchten sind, wie sie beim Einbau eines diskreten Bauelementes auftreten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der veränderliche
Trimmwiderstand in Ausgestaltung der Erfindung ein temperaturabhängiger Widerstand ist, mit dessen Hilfe temperaturabhängige Frequenzänderungen des Quarzkristalls zumindest teilweise kompensiert werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer typischen Quarzuhr, in welcher ein genau abgleichbarer Oszillator gemäß der Erfindung verwendet werden kann und
Fig.2 eine bevorzugte Ausführungsform einer Oszillatorschaltung gemäß der Erfindung.
F i g. 1 der Zeichnung zeigt ein Blockdiagramm einer typischen Quarzuhr. Die Uhr umfaßt einen mit hoher Frequenz schwingenden Oszillator 10, und zwar ein Quarzoszillator, und einen Frequenzteiler 11, welcher die Frequenz am Ausgang des Oszillators 10 herunterteilt und sie einem Treiber 12 zuführt, hinter dem ein Motor 13 liegt, der durch den Treiber 12 angetrieben wird sowie ein Uhrwerk 14, welches schematisch angedeutet ist und welches vo» dem Motor 13 angetrieben wird.
Gemäß der Erfindung enthält der Oszillator 10 einen Quarzkristall 16 mit einer Eigenfrequenz im 50 kHz-Bereich.
« Gemäß F i g. 2 der Zeichnung wird der Oszillator 10 der Schaltung gemäß F i g. 1 durch eine Oszillatorschaltung 26 gebildet, die einen Quarzkristall 16, 2 Kondensatoren 18, 19 und einen Verstärker aufweist, der aus zwei komplementären miteinander verbundenen Feldeffekttransistoren Q1, Q2 bzw. aus zwei MOS-Transistoren aufgebaut ist, deren Drain-Elektroden einen Ausgang A der Schaltung bilden. Ein ROckkopplungswiderstand R verbindet den Ausgang A mit einem nachstehend als Eingang B bezeichneten Schaltungspunkt, der durch die miteinander verbundenen Gate-Elektroden der Transistoren Q\ und Q2 gebildet wird. Der Ausgang A ist ferner mit der einen Platte des Kondensators 19 verbunden, dessen andere Platte geerdet ist. Der Eingang B ist mit dem einen Anschluß eines veränderlichen Trimmwiderstandes 21 verbunden, dessen anderer Anschluß mit der einen Platte des eingangsseitigen Kondensators 18 verbunden ist. Die andere Platte des Kondensators 18 ist mit Erde verbunden, so daß sich insgesamt eine Serienschaltung der Kondensatoren 18 und 19 ergibt. Die Schaltstrecken der beiden Transistoren Q\ und Qi sind in Serie geschaltet und liegen zwischen Erde und einer positiven Versorgungsspannung (+). Schließlich liegt der Quarz-
3 4
kristall 16 parallel zu dem Rückkopplungswiderstand R schwingt die Oszillatorschaltung 26 dabei selbst,
zwischen dem Eingang Bund dem Ausgang Λ. Der veränderliche Trimmwiderstand 21 liegt in Serie
Im Betrieb ändert sich die Spannung am Ausgang A zu dem e:ngangss;eitigen Kondensator 18 auf der
zwischen zwei Spannungspegeln. Während jedes Eingangsseite der Oszillatorschaltung 26, um den
Schwingungszyklus fließt dabei ein Strom, durch den die 5 Verstärkereingang durch den Frequenzabgleich nicht zu
Kondensatoren 19 und/oder 18 aufgeladen bzw. beeinflussen. Auf diese Weise erreicht man mit der
entladen werden. Aufgrund der Kopplung des Ausgangs Oszillatorschaltung 26 auch bei Änderungen der
A mit dem Eingang B über den Quarzkristall 16 Speisespannung eine befriedigende Frequenzstabilität.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

  1. Patentansprüche:
    ί. Oszillatorschaltung, insbesondere für eine Uhr, mit einem Quarzkristall, der einem Inverter aus zwei komplementären MOS-Halbleiterbauelementen parallel geschaltet ist, mit zwei gemeinsam mit dem Quarzkristall einen Schwingkreis bildenden in Serie geschalteten Kondensatoren, deren gemeinsamer Verbindungspunkt mit Bezugspotential verbunden ist, und mit einem passiven Bauelement zum Frequenzbereich der Oszillatorschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß als passives Bauelement ein veränderlicher Widerstand (21) vorgesehen ist, welcher in Serie zu einem der Kondensatoren (18) geschaltet ist.
  2. 2. Oszillatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Widerstand (21) ein temperaturabhängiger, temperaturabhängige Frequenzänderungen des Quarzkristalls (16) zumindest teilweise kompensierender Widerstand (21) ist.
DE2349749A 1972-10-12 1973-10-03 Oszillator-Schaltung, insbesondere fur eine Uhr Withdrawn DE2349749B2 (de)

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JP (2) JPS4974866A (de)
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FR (1) FR2203220B1 (de)
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