DE2438559A1 - Quarzschwingereinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die.Erfindung betrifft insbesondere eine Quarzschwingereinheit mit passiven elektronischen Elementen, etwa einem Kondensator oder einem. Widerstand und einem Quarzschwingerelement.

Einen Schwingkreis bildende elektronische Teile müssen bei einen Quarzschwinger verwendenden herkömmlichen Geräten, etwa z.B. einer Armbanduhr, einer Uhr usw., nicht unbedingt zu einer Einheit zusammengebaut sein. Dies ist dann wegen der vielen zu verbindenden Anschlüsse für Zusammenbauarbeiten und Wartungen nicht zweckmäßig.

Im allgemeinen streut die Mittelfrequenz von in Massenproduktion hergestellten Quarzschwingern normalerweise um eine vorgegebene Resonanzfrequenz f_Q. Die Schwingfrequenz jedes Schwingers muß dann durch ein passives Element, z.B. einen veränderlichen Kondensator, auf die vorgegebene Schwingfrequenz eingestellt werden.

In Fig. 1 ist ein herkömmlicher Schwingkreis dargestellt. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Quarzschwinger, 2 einen Inverterkreis, C_ einen veränderlichen Kondensator und C einen Kondensator.

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ORIGINAL INSPECTED

Eine Abweichung der Schwingfrequenz jedes Schwingers von einer vorgegebenen Mittelfrequenz wird durch eine Abweichung der Eigenfrequenz jedes Quarzschwingers und eine Abweichung des Werts anderer elektronischer Teile hiervon bewirkt. Die erstere Abweichung ist weitaus größer als die letztere. Jedoch ist eine Frequenzeinstellung eines Schwingers selbst so schwierig, daß die Frequenzeinstellung des Schwingkreises von Hand mittels Kondensatoren C_Q und/oder C_D ausgeführt wird.

Fig. 2 zeigt die FrequenzverSchiebung des in Fig. 1 gezeigten Schwingkreises, wenn die Kapazität der Kondensatoren C_Q oder C_D geändefcfr wird.

Wenn die Kapazität des Kondensators C^ geändert, jedoch die Kapazität des Kondensators C_D nicht geändert wird, wird die Resonanzfrequenz des Kreises entlang der Linie PQ verschoben. Wenn-andererseits die Kapazität des Kondensators C_ß geändert und die Kapazität des Kondensators C_Q nicht geändert wird, kann die gleiche Wirkung auftreten. Wie oben erwähnt, streut die Eigenfrequenz von in Massenproduktion hergestellten Quarzschwingern normalerweise um eine vorgegebene Resonanzfrequenz £q. Diese Streuung ist auf der Linie PQ dargestellt.

Zum Einstellen der Resonanzfrequenz dieser gestreuten Frequenzen auf die Mittelfrequenz f_Q, muß die Kapazität beider Kondensatoren C~ und C 'oder eines hiervon gewählt werden. Zum genauen Einstellen dieser gestreuten Resonanzfrequenzen auf die Mittelfrequenz f. müssen viele entsprechend eine unterschiedlich· Kapazität aufweisende Kondensatoren hergerichtet werden. Für den Fall, daß die Eigenfrequenz von in Massenproduktion hergestellten Quarzschwingern weiter streut, müssen umso mehr Kondensatoren hergerichtet werden.

Wenn ein Quarzschwinger, dessen Eigenfrequenz im Bereich von +20 ppm streut , in einen Schwingkreis eingebaut wird, soll te sufli Begrenzen seiner Schwingfrequenz auf + 2 ppm der Wert des

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Kondensators C_ im Bereich von 10 - 70 pF liegen. Dies wurde experimentell festgestellt.

Wenn Schwingkreise zusammengebaut werden, wird vorzugsweise ein veränderlicher Kondensator., etwa ein Trimmerkondensator, anstatt vieler fest eingestellter Kondensatoren mit entsprechenden unterschiedlichen Kapazitäten hergerichtet.

Es ist jedoch unmöglich, einen kleinen veränderlichen Kondensator zu erhalten, dessen Veränderungsbereich zwischen 10 pF und 70 pF liegt. Es mußten dann in jede Uhr einzubauende Kristallschwinger mit nur einem engen Streubereich der Eigenfrequenz ausgewählt werden. Dies ist der Grund, warum die Kosten eines Schwingers hoch sind. Dieser Nachteil soll beseitigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer billigen und kompakten Schwingereinheit.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von Schwingereinheiten, deren Schwingfrequenzen auf eine vorgegebene Mittelfrequenz durch Auswahl eines Kondensators mit geeigneter Kapazität eingestellt werden.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind deshalb darin zu sehen, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Schwingfrequenzen der Schwinger durch Auswahl eines Kondensators auf eine vorgegebene Frequenz auch dann eingestellt werden können, wenn die Schwingfrequenzen weit streuen. Da der Quarzschwinger und das passive elektronische Element, das die Schwingfrequenz des Schwingers kompensiert, in einer Einheit vereinigt sind, wird die Produktionsleistung merklich dadurch erhöht, daß keine Notwendigkeit zum Einstellen der Schwingfrequenz selbst besteht und daß die gesamte Einheit bei der Wartung in Geschäften ausgetauscht werden kann.

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Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen bekannten Schwingkreis;

Fig. 2 die Freguenzverschiebung des in Fig. 1 gezeigten Schwingkreises;

Fig. 3 bis 7 den Schaltungsaufbau der Einheit;

Fig. 8 die Schwingereinheit nach der vorliegenden Erfindung, wobei (A) eine Draufsicht und (B) eine Seitenansicht der Einheit zeigt.

Es werden im folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erklärt. Es sei ein Quarzschwinger angenommen, dessen Eigenfrequenz um Δ f (z.B. +20 ppm) von einer vorgegebenen Mittelfrequenz abweicht. Diese Abweichung der Schwingfrequenz kann leicht durch Vereinigung mit einem geeigneten Kondensator kompensiert werden.

Aus Fig. 2 ergibt sich, daß die Schwingfrequenz f,, die um + 20 ppm von der Mittelfrequenz abweicht, durch Anbau des Kondensators C₂ (7OpF) auf die Mittelfrequenz eingestellt werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nach der Messung der Eigenfrequenz eines Quarzschwingers ein geeigneter Kondensator ausgewählt, der die Abweichung der Schwingfrequenz kompensieren kann. Danach werden der Quarzschwinger und der Kondensator zu einer Einheit vereinigt. Für einen Kondensator C_Q kann ein feststehender Kondensator verwendet werden, wobei der Veränderungsbereich auch dann extrem eng sein kann, wenn der feststehende Kondensator durch einen veränderlichen Kondensator ersetzt wird.

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Dies ermöglicht den Einbau eines veränderlichen Kondensators in eine Uhr, deren Einbauraum begrenzt ist.

Weitere passive elektronische Elemente, wie ein Widerstand oder eine Drosselspule, können anstatt eines Kondensators verwendet und eine Schwingereinheit in der gleichen Weise durch Einbau eines derartigen Elements hergestellt werden.

Fig. 3 bis 7 zeigen einen Schaltungsaufbau der Einheit, bei dem ein Quarzschwinger 1 und weitere passive elektronische Teile entsprechend zu einer Einheit vereinigt sind. Der Quarzschwinger 1 und ein Kondensator C sind in Fig. 3 in Bähe und in Fig. 4 parallelgeschaltet. In Fig. 5 ist ein Quarzschwinger 1 mit vier Anschlüssen angegeben. In Fig. 6 sind der Quarzschwinger 1 und der Kondensator C nicht innerhalb der Einheit verbunden, sondern haben entsprechende äußere Anschlüsse. In Fig. 7 ist der Kondensator durch einen Widerstand R ersetzt. Fig. 8 zeigt eine Schwingereinheit nach der vorliegenden Erfindung, und zwar (A) eine Draufsicht bzw. (B) eine Seitenansicht der Einheit. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 3 ein Gehäuse, in dem ein'Quarzschwinger eingeschlossen ist. Eine Platte 4 mit gedruckter Schaltung und mit Verzweigungen 4a und 4b ist auf der Oberseite des Gehäuses 3 befestigt.

Die Verzweigung 4a hat Anschlüsse 5 und 6, während die andere in Fig. 8 (B) gebogen dargestellte Verzweigung 4b einen Anschluß 8 und einen Kondensator 7 aufweist. Die Kapazität dieses Kondensators ist so gewählt, daß die Schwingfrequenz des Schwingers kompensiert ist. Das Bezugszeichen 9 zeigt eine diese Einheit haltende Stützplatte, die bei Bohrungen 10 und 9 durch Schrauben befestigt wird.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   fly Quarzschwingereinheit, gekennzeichnet durch einen Quarzschwinger (1) und ein hiermit verbundenes passives elektronisches Element (C; R; 7), und durch höchstens drei äußere Anschlüsse (5, 6, 8), wobei der Betriebswert des passiven elektronischen Elements (C; R; 7) so gewählt wird, daß es die Abweichung der Schwingfrequenz des Quarzschwingers (1) von einer vorgegebenen Mittelfrequenz kompensiert.
2. 2. Quarzschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das passive elektronische Element (C; R; 7) auf einer auf einem Gehäuse (3) eines Quarzschwingers (1) befestigten Platte (4) mit gedruckter Schaltung befestigt ist, und daß das Gehäuse (3) durch ein,e Stützplatte (9) angebaut wird.
3. 3. Quarzschwinger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das passive elektronische Element ein Kondensator (C; 7) ist,
4. 4. Quarzschwinger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das passive elektronische Element ein Widerstand (R) ist.

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