DE2947702A1 - Kondensatorabgleichvorrichtung fuer einen quarzoszillator und abgleichkondensator - Google Patents

Kondensatorabgleichvorrichtung fuer einen quarzoszillator und abgleichkondensator

Info

Publication number
DE2947702A1
DE2947702A1 DE19792947702 DE2947702A DE2947702A1 DE 2947702 A1 DE2947702 A1 DE 2947702A1 DE 19792947702 DE19792947702 DE 19792947702 DE 2947702 A DE2947702 A DE 2947702A DE 2947702 A1 DE2947702 A1 DE 2947702A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
adjustment
electrode
capacitor
frequency
quartz
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792947702
Other languages
English (en)
Other versions
DE2947702C2 (de
Inventor
Shoichi Iwaya
Sho Masujima
Kenichi Umeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP16534478U external-priority patent/JPS5582810U/ja
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of DE2947702A1 publication Critical patent/DE2947702A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2947702C2 publication Critical patent/DE2947702C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/255—Means for correcting the capacitance value
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/12—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard
    • G04D7/1257—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard wherein further adjustment devices are present
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G3/00—Producing timing pulses
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49004—Electrical device making including measuring or testing of device or component part

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Description

Kondensatorabgleichvorrichtung für einen Quarzoszillator und
Abgleichkondensator
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kondensatorabgleichvorrichtung mit einem Abgleichkondensator für einen Quarzoszillator und auf diesen Abgleichkondensator.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Kondensatorabgleichvorrichtung und des Abgleichkondensators sind Quarz-Uhren, die eine gedruckte Schaltung in einem Gehäuse aufweisen, in der ein Abgleichkondensator vorgesehen ist, um den Quarz-Oszillator abzustimmen und damit die Ganggenauigkeit der Uhr einzustellen. Insbesondere bei Armbanduhren ist man bestrebt, die Dicke der gedruckten Schaltung und die Höhe der Bauteile auf der Platte der gedruckten Schaltung möglichst gering zu halten.
Ein bekannter Abgleichkondensator für diesen Zweck (US-Patentschrift 3 681 664) weist einen Drehkondensator mit einer feststehenden Elektrode und einer drehbaren Elektrode parallel zur feststehenden Elektrode auf, zwischen denen ein dielektrischer Körper angeordnet ist. Durch Verdrehen der drehbaren Elektrode wird die Kapazität im Hinblick auf eine hohe Ganggenauigkeit der Uhr abgeglichen.
O'l O (J 2 3 / U 8 2 3
Bei diesem bekannten Abgleichkondensator sind die Abmessungen jedoch noch nicht klein genug, ist die Kapazität wegen der mechanischen Einstelleinrichtung nicht stabil und muß der Abgleich von einem Fachmann mit der Hand ausgeführt werden. Besonders nachteilig ist jedoch die Instabilität der Kapazität des Abgleichkondensators aufgrund seines mechanischen Aufbaus, die die Ganggenauigkeit der Uhr beeinträchtigt. So kann die mechanisch eingestellte Kapazität durch äußere Erschütterungen verändert und mithin die Ganggenauigkeit bzw. Frequenzstabilität der Uhr verschlechtert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abgleichvorrichtung der gattungsgemäßen Art und einen Abgleichkondensator anzugeben, die bzw. der eine höhere Einstellgenauigkeit und Frequenzstabilität ermöglicht.
Lösungen dieser Aufgabe sind in den Ansprüchen 1, 5 und 6 angegeben. Die Unteransprüche sind auf Weiterbildungen gerichtet.
Diese Lösungen und Weiterbildungen haben folgende Vorteile:
a) Da der Abgleichkondensator keine beweglichen Teile aufweist, ist seine Kapazität stabiler als die eines bekannten Abgleichdrehkondensators und mithin auch die Oszillatorfrequenz stabiler.
b) Die Abmessungen des Abgleichkondensators sind kleiner als die eines entsprechenden Abgleichdrehkondensators, so daß sich ein kleinerer Oszillator und/oder eine kleinere Uhr ergibt.
c) Die Kapazität oder Schwingfrequenz läßt sich selbsttätig durch Zuschneiden der äußeren Elektrode des Kondensators abgleichen, so daß sich die Frequenz in sehr kurzer Zeit mit höherer Genauigkeit abstimmen läßt.
0 300 23/0023
d) Da das Abgleichen durch einen Grobabgleich und einen Feinabgleich erfolgt, ist die Kapazität bzw. Frequenz hinreichend genau.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand schematischer Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 das Schaltbild eines Quarzoszillators mit einem erfindungsgemäßen Abgleichkondensator,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des durch die erfindungsgemäße Abgleichvorrichtung abzugleichenden Abgleichkondensators,
Fig. 3 die Draufsicht auf den Kondensator nach Fig. 2,
Fig. 4 den Schnitt A-A der Fig. 3,
Fig. 5 den Schnitt B-B der Fig. 3,
Fig. 6 den Schnitt C-C der Fig. 4,
Fig. 7 die Draufsicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Abgleichkondensators,
Fig. 8 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Kondensatorabgleichvorrichtung ,
Fig. 9 das Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kondensatorabgleichvorrichtung und
Fig. 10(A),
Fig. 10(B) und
Fig. 10(C) Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung nach den Fig. 8 und 9.
Ü300 23/0823
Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines Quarzoszillators mit einem Quarz 1, einem Abgleichkondensator 2, einem festen Kondensator 3, ohmschen Widerständen 4 und 4a und einem Halbleiter-Verstärker 5. Das Hochfrequenzsignal am Ausgang des Verstärkers 5 wird weiteren Schaltungen über Trennverstärker 5a, 5b und 5c zugeführt. Die Schwingfrequenz des Oszillators wird mittels des Abgleichkondensators 2 fein abgeglichen. Anstelle der dargestellten Quarzoszillatorschaltung isvt die Erfindung Jedoch auch bei einer anderen Quarzoszillatorschaltung anwendbar.
Nach den Fig. 2 bis 6 hat der Abgleichkondensator einen keramischen dielektrischen Körper 6, der durch Sintern einer elastischen Schicht oder Folie dieses Materials mit einer Dicke von 50 bis 100 Mikrometer bei einer Temperatur von 1100 bis 1400° C hergestellt wird. Bei diesem Material handelt es sich beispielsweise um Bariumtitanat oder Titanoxid. Eine innere gemeinsame Elektrode 7 ist aus einer Paste aus Edelmetallen, wie Platin, Palladium oder einer Silber-Palladium-Legierung, hergestellt. Die Paste wird auf dem dielektrischen Körper 6 vor dem Sintern nach dem Siebdruckverfahren aufgedruckt, so daß sich die gewünschte Form der inneren gemeinsamen Elektrode ergibt. Mit 8 ist eine äußere Abgleichelektrode bezeichnet, die an der Luft (von außen zugänglich) auf der Oberfläche des dielektrischen Körpers 6 angeordnet ist und der inneren gemeinsamen Elektrode 7 gegenüberliegt. Die äußere Abgleichelektrode besteht aus einem ersten Teil 8a für einen Grobabgleich der Kapazität und einem zweiten Teil 8b für einen Feinabgleich der Kapazität. Der Grobabgleichteil 8a ist ein gefalteter oder kammartiger Streifen aus geradlinigen Abschnitten, die auch zickzackförmig verlaufen können, hier jedoch parallel verlaufen und eine bestimmte Periodendauer oder Wellenlänge haben, so daß sich eine hinreichende Gesamtlänge ergibt. Der Feinabgleichteil 8b besteht lediglich aus einem einzigen geradlinigen Streifen. Die Breite d* des Feinabgleichteils 8b ist geringer als die Breite dp des Grob-
030023/0 R23
abgleichteils Bn, so daß die Kapazitätsänderung beim Abgleichen des Feinabgleichteils Bb geringer als die des Grobabgleichteils üa ist und einen sehr· genauen Abgleich ermöglicht.
Wie Fig. 6 deutlicher zeigt, liegt der Feinabgleichteil 8b in derselben Ebene wie der Grobpbgleichtei1 Hn1 jedoch außerhalb der gemeinsamen Elektrode 7. Die Kapazität zwischen dem Feinabgleichteil 8b und der gemeinsamen Elektrode 7 ist daher verhältnismäßig klein, so daß auch die Kapazitätsänderung beim Abgleichen pro Längeneinheit des Feinabgleichteils vergleichsweise gering ist. Durch Zuschneiden des Feinabgleichteils ist daher eine sehr feine Einstellung der Kapazität oder der Schwingfrequenz möglich. Der Feinabgleichteil 8b ist nicht direkt mit der gemeinsamen Elektrode ausgerichtet, v/ie es in Fig. 6 dargestellt ist, und dies bildet ein besonderes Merkmal der Erfindung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden 90 % der Kapazität des Abgleichkondensators durch den Grobabgleichteil und 10 % der Kapazität durch den Feinabgleichteil gebildet.
Der dielektrische Körper 6 ist auf einem Träger 9 aufgebracht. Beide bestehen aus dem gleichen Material, um das Befestigen des dielektrischen Körpers 6 am Träger 9 beim Sintern zu erleichtern. Stattdessen kann der Träger auch aus festem Porzellan mit kleiner Dielektrizitätskonstante hergestellt sein, z. B. aus AIqO^, Steatit-Porzellan oder Forsterit-Porzellan. Der Träger 9 und der dielektrische Körper 6 werden übereinandergeschichtet und gleichzeitig gesintert. Der Schichtaufbau von Träger und dielektrischem Körper hat den Vorteil, daß sich ein Kondensator mit kleinen Abmessungen und großer Kapazität ergibt, weil ein hinreichend dünner dielektrischer Korper verwendet werden kann, der zwar schwach ist, Jedoch eine große Kapazität aufweist und durch den Träger verstärkt wird.
MLt 10 und 11 sind AnschLüsse bezeichnet, die jeweils mit der Inneren Elektrode 7 und der äußeren Elektrode 8 elektrisch verbunden sind. Diese Anschlüsse 10 und 11 sind auf den Heiten i\t>v ich ichtnnordnung aus Körper b und Träger 7 durch Anstreichen
D .11)1) 2 "J/U U 2 3
29A7702
(Anmalen) aufgebracht und gleichzeitig mit der Schichtanordnung gesintert worden. Das Material dieser Anschlüsse ist beispielsweise Silber-Farbe mit Flint (Feuerstein).
Fig. 7 zeigt eine andere Form der äußeren Elektrode 0 (8a und 8b), bei der der Grobabgleichteil dreieckförmig und nicht, wie in Fig. 3, zickzackförmig ist.
Der in den Fig. 3 bis 6 oder 7 dargestellte Kondensator wird auf der gedruckten Schaltung angeordnet, die die in Fig. 1 dargestellten Schaltungsbauteile aufweist, und mit der Schaltung über die Anschlüsse 10 und 11 unter Verwendung elektrisch leitfähiger Paste verbunden. Dann wird die Kapazität unter Verwendung einer Abgleicheinrichtung, wie einem Diamant-Schneider, Sandgebläse oder Laser-Strahl, abgeglichen. Das Abgleichen erfolgt durch Beschneiden oder Abtrennen von Teilen der äußeren Elektrode 8, so daß die Schwingfrequenz des Oszillators gleich der gewünschten Frequenz bzw. Sollfrequenz wird. Der Abgleich erfolgt zuerst am Grobabgleichteil der Elektrode, so daß die Schwingfrequenz ungefähr gleich der gewünschten Frequenz wird, und dann am Feinabgleichteil, so daß die Schwingfrequenz genau gleich der gewünschten Frequenz wird.
Wenn das Abgleichen des Kondensators beendet ist, wirkt der Kondensator wie ein fester Kondensator, dessen Kapazität stabil ist und sich nicht durch äußere Störungen ändert. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit und/oder Stabilität der Schwingfrequenz des Oszillators erheblich verbessert und damit auch die Genauigkeit einer damit versehenen Uhr, insbesondere Armbanduhr.
Dieser Abgleichkondensator hat gegenüber einem bekannten Drehkondensator den Vorteil, daß seine Abmessungen kleiner (dünner) als die des bekannten Drehkondensators gewählt werden können, so daß der Oszillator miniaturisiert und/oder die Dichte der elektronischen Bauteile einer Uhr, insbesondere Armbanduhr, erhöht werden kann.
ΪΠ 0 0 2 J / ü H 2 3
Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Abgleichkondensator eine Grundfläche von 2,5 mm · 2,0 mm oder 2,5 ram · 1,5 nun und eine Dicke von 0,4 bis 0,6 mm.
Fig« 8 zeigt ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abgleichen dieses Kondensators, wobei dieses Ausführungsbeispiel lediglich einen Grobabgleich des Kondensators bewirkt. Mit 12 ist die Quarzoszillatorschaltung nach Fig. 1 bezeichnet. Die Oszillatorschaltung 12 enthält den Abgleichkondensator 2 mit der äußeren Abgleichelektrode 8 und eine elektronische Halbleiterschaltung 12a. In der Nähe des Oszillators ist ein Signaldetektor 13» z. B. ein Mikrophon, angeordnet, um die Schallenergie des Quarzes in ein elektrisches Signal umzuformen. Das Ausgangssignal des Signaldetektors 13 wird über einen Vorverstärker 14 einem Impulszähler 15 zum Messen der Frequenz der Oszillatorschaltung 12 zugeführt. An den Zähler 15 schließt sich ein Frequenzvergleicher 16 an, der am anderen Eingang vom Ausgangssignal eines Bezugsfrequenzoszillators 17 beaufschlagt wird. Die Bezugsfrequenz des Oszillators 17 beträgt, im Falle einer Armbanduhr, 32 768 Hz oder 4,0000 MHz. Mit 18 ist eine Abgleicheinheitssteuereinrichtung und mit 19 eine Abgleicheinheit zum Zuschneiden oder Abgleichen der Abgleichelektrode eines Abgleichkondensators bezeichnet.
Als Abgleicheinheit 19 kann eine an sich bekannte Einheit verwendet werden, z. B. die von der Comco Inc. 9421 Telfair Ave./ Sun Valley, CA 91352, USA, unter der Fabriknummer MT-110 hergestellte Abgleicheinheit.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 8 ist folgende:
Die Schwingfrequenz, die von der Kapazität des Kondensators bzw. der Fläche der äußeren Elektrode 8 abhängt, wird akustisch vom Signaldetektor 13 festgestellt, dessen Ausgangssignal dem Impulszähler 15 über den Vorverstärker 14 zugeführt wird. Die Ausgangsgröße des Zählers 15, die die Anzahl von Impulsen in
Ü30Ü23/0823
einer vorbestimmten Zeit bzw. die Meßfrequenz darstellt, wird dem Frequenzvergleioher 16 zugeführt, der außerdem die Bezugsfrequenz vom Bezugsfrequenzoszillator 17 erhält. Wenn die Ausgangsfrequenz des Zählers 15 nicht mit der Ausgangsfrequenz des Oszillators 17 übereinstimmt, liefert der Vergleicher das Abgleichausgangssignal, das der Abgleicheinheit 19 über die Abgleicheinheits-Steuereinrichtung 18 zugeführt wird. Die Steuereinrichtung 10 steuert das Ein- und Ausschalten der Abgleicheinheit 19, indem sie dieser eine entsprechende Spannung oder einen entsprechenden Strom zuführt. Wenn die Abgleicheinheit die äußere Elektrode 8a und/oder 8b des Kondensators 2 abgleicht oder abschneidet, ändert sich die Kapazität des Kondensators 2 und somit die Schwingfrequenz des Oszillators. Bei fortgesetztem Abgleich der äußeren Elektrode 8 erreicht die Frequenz der Schaltung 12 schließlich die Bezugsfrequenz des Bezugsoszillators 17, so daß der Frequenzvergleicher 16 ein Ubereinstimmungssignal erzeugt, das den Betrieb der Abgleicheinheit 19 anhält.
Abwandlungen der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung liegen im Rahmen fachmännischen Könnens. So kann anstelle des digitalen ein analoger Frequenzvergleich ausgeführt werden. Gegebenenfalls werden der Zähler 15 und der Frequenzvergleicher 16 durch einen Phasenvergleicher ersetzt.
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abgleichen eines erfindungsgemäßen Kondensators, und die Fig. 1OA, 1OB und 1OC veranschaulichen die Wirkungsweise dieser Vorrichtung. In Fig. 9 bezeichnen die Bezugszahlen 2, 8, 8a, 8b, 12, 12a, 13 und 14 die gleichen Bauteile wie in Fig. 8. Mit 15a ist ein Zähler bezeichnet, der die Frequenz des Oszillators 12 über den Signaldetektor 13 und den Vorverstärker 14 mißt und die gemessene Frequenz fp in digitaler Form ausgibt. Ferner erzeugt der Zähler 15a ein Signal A, wenn sich die Frequenz stufenweise ändert. In diesem Falle erfolgt der Grobabgleich durch Abschneiden eines Abschnitts vorbestimmter Länge vom Grobabgleichteil 8a, so daß die Oszillatorfrequenz bei jedem Abgleichschritt sprungartig ansteigt, wie es die Kurve P1 in Fig. 1OA darstellt, in der
Ü30023/0H23
- 1.5 -
die Frequenz des OsziILators )2 in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen ist. Und Fig. 1OB zeigt die zeitliche Abhängigkeit des Signals A, das vom Zähler 15a immer dann erzeugt wird, wenn die Oszillatorfrequenz gemäi3 Kurve P. in Fig. H)A sprunr^nrtig ansteigt. Mit '\f> ist ein erster Frequenzvergleicher und mit 17 unr Bezugs frequen/oszi 1. la tor bezeichnet, der beispielsweise ein Signal mit einer· Froqueriz von /52 7^8 Hz oder 4,000 MHz erzeugt. Der Frequen:'.vergleicher 16 vergleicht die Ausrangsfrequenz f~ des Zahlers 15a mit der Bezugsfrequenz f de;; Bezugsfrequenzoszillators 17 und bildet die Differenz zwischen f und fp in digitaler Form. Die Information, daß eine Frequenz vorhanden ist, wird der Abgleicheinhoit 19 von der Steuereinrichtung 18a zugeführt, so daß die AbgLeicheinheit 19 die äußere Elektrode 8a durch Abschneiden eines Abschnitts vorbestiminter Liinge von der1 Elektrode Ma zuschnf; ido t. Wie bereits erwähnt wurde, ändert sich die OszLL La tor frequenz mit jedem Grobabgleich sprungartig bzw. stufenweise, wie es durch die Kurve P, in Fig. 1OA dargestellt ist, weil bei jedem Abgleich ein Abschnitt vorbestimmter Länge vom Grobabgleichteil 8a entfernt wird, und gleichzeitig gibt der Zähler 15a das Signal A ab, wie es in Fig. 1OB dargestellt ist.
Nach Fig. 9 ist ein Rechner 20 einerseits direkt und andererseits über einen digitalen Speicher 22 an den Ausgang des Zählers 15a und ausgangsseitig mit dem Eingang eines zweiten Vergleichers 21 verbunden, um ein Auslösesignal B zu erzeugen, das von Grobabgleich auf Feinabgleich umschaltet.
Wenn der Zähler 15a das Auslösesignal A erzeugt, wird aus dem Speicher 22 die Ausgangs frequenz f, ausgelesen, bei der es sich um die im vorhergehenden Schritt im Speicher 22 gespeicherte Froquenz handelt, und der digitale Wert f^ aus dem Zähler 15a im Speicher 22 abgespeichert. Die vorhergehende Frequenz f. aus dem Speicher 22 und die augenblickliche Frequenz f~ <us dem Zähler 15a werden den Eingängen des Kechners 20 zugeführt, der eine vorherbestimmte Rechnung durchführt, z. B.
f3 = 2f2 - f,.
0 JO U 2 'J / IMJ 2 J
Das Ergebnis f, dieser Rechnung wird dem zweiten Frequenzvergleicher 21 zugeführt, der außerdem die Bezugsfrequenz f aus dem BezugsfrequenzosziLlator 17 erhält. Und diese Frequenz f-, wird im zweiten Vergleicher 21 mit der Bezugsfrequenz f verglichen. Wenn dann die Differenz von f, und f kleiner als ein vorherbestimmter Wert ist, gibt der zweite Vergleicher 21 das Aus losesignal B an die Abgleicheinheits-Steuereinrichtung 18a ab, wie es in Fig. 1OC dargestellt ist, um von Grobabgleich auf Feinabgleich umzuschalten. Nach Erzeugung des Auslösesignals B steuert die Steuereinrichtung 18a die Abgleicheinheit 19 so, daß die Abgleicheinheit 19 nunmehr den Feinabgleichteil Ob anstelle dos Grobabgleichteils 8a abgleicht, so daß die Frequenz des Oszillators 12 sich nunmehr gemäß der Kurve P2 in Fig. 1OA ändert. Die Kurve Pp bzw. die Schwingfrequenz nähert sich asymptotisch der Bezugs- bzw» Sollfrequenz f , und wenn die Frequenz des Oszillators 12 die Sollfrequenz innerhalb eines zusätzlichen Toleranzbereiches erreicht, erzeugt die Steuereinrichtung 18a das HaltsignaL, so daß der Abgleichvorgang selbsttätig beendet wird.
Wie bereits erwähnt wurde, wird die zeitliche Lage des Auslösesignals B vom Rechner 20 bestimmt. Bei diesem AusfUhrungsbeispiel führt der Rechner die Rechnung
f3 = 2f2 - fi
aus. In diesem Falle wird das Auslösesignal B erzeugt, wenn die Bedingung f, > f erfüllt ist (d. h. wenn die Bedingungen fp > f1'*'fo » fο < f, erfüllt sind).
Wenn der Abgleich abgeschlossen ist, beträgt der Fehler der Quarzoszillatorfrequenz weniger als 10" und gegebenenfalls sogar weniger als 10"'.
Zusammenfassend ergibt sich eine Kondensatorabgleichvorrichtung für einen Quarzoszillator in einer Uhr, vorzugsweise Armbanduhr, um deren Ganggenauigkeit zu verbessern. Die Vorrichtung enthält eine OazillatorachaLtuug mit mindestens einem Quarz, einem AbgLuLchkondenr.itor zum Afoglt.·Lehen b?.w. Abstimmen der· Schwing-
0 J(J 0 2 ) / 0 W 2 3
frequenz des Quarzes bzw. des Quarzoszillators, eine elektronische Halbleiterschaltung zur Betätigung des Quarzes und eine Einrichtung zum selbsttätigen Einstellen des Abgleichkondensators derart, daß die Schwingfrequenz gleich einer gewünschten Bezugsfrequenz (Sollwertfrequenz) wird. Der Abgleichkondensator hat mindestens eine feste äußere Abgleichelektrode, eine innere gemeinsame Elektrode, die parallel zur Abgleichelektrode befestigt ist, und einen
dielektrischen Körper, der als Schicht zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist. Die Abgleichelektrode liegt an der Luft (ist von außen zugänglich), um das Abgleichen bzw. Zuschneiden der Fläche der Abgleichelektrode zu ermöglichen, und besteht aus einem Grobabgleichteil, der parallel und ausgerichtet bzw. fluchtend zur gemeinsamen Elektrode angeordnet ist, und aus einem Feinabgleichteil, der in der gleichen Ebene wie der Grobabgleichteil, jedoch außerhalb der gemeinsamen Elektrode, angebracht ist. Die Schwingfrequenz des Quarzes wird selbsttätig abgetastet bzw. gemessen und mit der gewünschten Bezugsfrequenz verglichen, und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis wird die Abgleichelektrode so abgeglichen, daß die Schwingfrequenz gleich der gewünschten Bezugsfrequenz wird. Der Abgleich erfolgt zunächst mittels des Grobabgleichteils und dann mittels des Feinabgleichteils.
Ü 3 0 0 2 3 / ü U 2 3
L e e r s e i t e

Claims (6)

  1. Patentansprüche
    Kondensatorabgleichvorrichtung für einen Quarzoszillator, gekennzeichnet durch:
    a) eine Oszillatorschaltung mit einem Quarz, einem Abgleichkondensator zum Abstimmen der Schwingfrequenz des Quarzes und einer elektronischen Halbleiterschaltung zur Betätigung des Quarzes,
    b) die Ausbildung des Abgleichkondensators mit mindestens einer festen äußeren Abgleichelektrode, einer gemeinsamen inneren Elektrode, die parallel zur Abgleichelektrode befestigt ist, und einem dielektrischen Körper, der eine Schicht zwischen den beiden Elektroden bildet, wobei mindestens die Abgleichelektrode an der Luft liegt (von außen zugänglich ist), um einen Abgleich der Fläche der Abgleichelektrode zu ermöglichen, und die Abgleichelektrode einen Grobabgleichteil, der zur gemeinsamen Elektrode parallel angeordnet und ausgerichtet ist, und einen Feinabgleichteil aufweist, der in derselben Ebene wie der Grobabgleichteil, jedoch außerhalb der gemeinsamen Elektrode angebracht ist,
    c) einen Signaldetektor, der akustisch mit dem Quarz gekoppelt ist und ein von der Quarzschwingung abhängiges elektrisches Signal erzeugt,
    d) einen am Ausgang des Signaldetektors über einen Verstärker angeschlossenen Zähler zum Messen der Schwingfrequenz des Quarzes,
    e) einen Bezugsfrequenzoszillator zur Bildung der gewünschten Bezugsfrequenz,
    030023/0K23
    ORIGINAL INSPECTED
    f) einen Vergleicher zum Vergleichen der vom Zähler gemessenen Frequenz des Quarzoszillators mit der Ausgangsfrequenz des Bezugsfrequenzoszillators,
    g) eine Abgleicheinheit zum Abgleichen der Fläche der Abgleichelektrode des Abgleichkondensators und
    h) eine Abgleicheinheitssteuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der Abgleicheinheit in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße des Vergleichers.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
    a) einen Speicher zum Speichern der vom Zähler in einem vorausgehenden Abgleichschritt gemessenen Frequenz
    b) eine Recheneinrichtung zur Bildung der Differenz f, des Zweifachen (2fp) der vom Zähler im augenblicklichen Schritt gemessenen Frequenz und der Ausgangsfrequenz (f*) des Speichers,
    c) einen zweiten Vergleicher zum Vergleichen der Ausgangsgröße (f,) der Recheneinrichtung mit der Ausgangsfrequenz (f ) des Bezugsfrequenzoszillators und zur Bildung eines Auslösesignals (B) fUr die Abgleicheinheitssteuereinrichtung, wenn f, gleich oder größer als f ist, und
    d) die Ausbildung der Abgleicheinheitssteuereinrichtung in der Weise, daß sie die Abgleicheinheit so steuert, daß der Grobabgleichteil der Abgleichelektrode zuerst abgeglichen und, wenn der zweite Vergleicher das Auslösesignal (B) erzeugt, der Feinabgleichteil der Abgleichelektrode solange abgeglichen wird, bis die Schwingfrequenz des Quarzes hinreichend genau mit der Bezugsfrequenz Übereinstimmt.
  3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grobabgleichteil der Abgleichelektrode ein gefalteter oder kammartiger Streifen mit geradlinigen Abschnitten und der Breite d2» der Feinabgleichteil der Abgleichelektrode ein geradliniger Streifen mit der Breite d-j und dp größer als d.j ist.
    030023/0823
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Opazität des Abgleichkondensators zwischen 5pF und 35 pF liegt.
  5. 5. Kondensatorabgleichvorrichtung für einen Quarzoszillator, gekennzeichnet durch:
    a) eine Oszillatorschaltung mit einem Quarz, einem Abgleichkondensator zum Abstimmen der Schwingfrequenz des Quarzes und einer elektronischen Halbleiterschaltung zur Betätigung des Quarzes,
    b) die Ausbildung des Abgleichkondensators mit mindestens einer festen äußeren Abgleichelektrode, einer gemeinsamen inneren Elektrode, die parallel zur Abgleichelektrode befestigt ist, und einem dielektrischen Körper, der eine Schicht zwischen den beiden Elektroden bildet, wobei mindestens die Abgleichelektrode an der Luft liegt (von außen zugänglich ist), um einen Abgleich der Fläche der Abgleichelektrode zu ermöglichen, und die Abgleichelektrode einen Grobabgleichteil, der zur gemeinsamen Elektrode parallel angeordnet und ausgerichtet ist, und einen Feinabgleichteil aufweist, der in derselben Ebene wie der Grobabgleichteil, jedoch außerhalb der gemeinsamen Elektrode angebracht ist, und
    c) eine Einrichtung zum Abgleichen der Fläche der Abgleichelektrode in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einer Bezugsfrequenz und der Schwingfrequenz des Quarzes.
  6. 6. Abgleichkondensator, gekennzeichnet durch mindestens eine feste äußere Abgleichelektrode, eine gemeinsame, parallel zur Abgleichelektrode befestigte innere Elektrode und einen dielektrischen Körper, der als Schicht zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist, wobei zumindest die Abgleichelektrode an der Luft (von außen zugänglich) angeordnet ist, um das Abgleichen der Fläche der Abgleichelektrode zu ermöglichen, die Abgleichelektrode einen Grobabgleichteil, der parallel zur gemeinsamen Elektrode angeordnet
    0300 23/0H23
    und zu dieser ausgerichtet ist, und einen Feinabgleichteil aufweist, der in der gleichen Ebene wie der Grobabgleichteil, jedoch außerhalb der gemeinsamen Elektrode angebracht ist, der Grobabgleichteil der Abgleichelektrode ein gefalteter oder kammartiger Streifen aus geradlinigen Abschnitten und der Breite dp» der Feinabgleichteil ein geradliniger Streifen mit der Breite d1 und d2 größer als d^ ist.
    0 30023/0823
DE2947702A 1978-11-30 1979-11-27 Abgleichkondensator Expired DE2947702C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16534478U JPS5582810U (de) 1978-11-30 1978-11-30
JP14846978A JPS5574223A (en) 1978-11-30 1978-11-30 Trimming unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2947702A1 true DE2947702A1 (de) 1980-06-04
DE2947702C2 DE2947702C2 (de) 1984-11-22

Family

ID=26478659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2947702A Expired DE2947702C2 (de) 1978-11-30 1979-11-27 Abgleichkondensator

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4346537A (de)
JP (1) JPS5574223A (de)
CA (1) CA1128214A (de)
DE (1) DE2947702C2 (de)
GB (2) GB2038094B (de)
NL (1) NL180465C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4031289A1 (de) * 1990-10-04 1992-04-09 Telefunken Electronic Gmbh Oszillator
US6197365B1 (en) * 1999-03-30 2001-03-06 Xcellsis Gmbh Process for manufacturing a catalytic material

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5669912A (en) * 1979-10-23 1981-06-11 Fujitsu Ltd Automatic adjusting method for frequency of mechanical resonator
DE3038261A1 (de) * 1980-10-10 1982-04-29 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Baueinheit mit piezoelektrischen resonatoren
US4642505A (en) * 1984-03-05 1987-02-10 Motorola, Inc. Laser trimming monolithic crystal filters to frequency
EP0212341A3 (de) * 1985-08-12 1988-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Kompensationsschaltung für modulierbare Schwingquarze konstanter Modulationssteilheit
FR2598848B1 (fr) * 1986-05-13 1988-07-15 Europ Composants Electron Condensateur de precision a ajustement de la capacite nominale
JPH0612841B2 (ja) * 1987-08-08 1994-02-16 沖電気工業株式会社 誘電体フィルタの周波数調整方法
US5594342A (en) * 1992-06-01 1997-01-14 Conductus, Inc. Nuclear magnetic resonance probe coil with enhanced current-carrying capability
US5585723A (en) * 1995-03-23 1996-12-17 Conductus, Inc. Inductively coupled superconducting coil assembly
JP2820138B2 (ja) * 1996-11-26 1998-11-05 日本電気株式会社 光変調装置
JP3330836B2 (ja) 1997-01-22 2002-09-30 太陽誘電株式会社 積層電子部品の製造方法
GB2349995A (en) 1999-05-14 2000-11-15 Ericsson Telefon Ab L M An oscillator in which when the frequency is adjusted the level is also adjusted
US8072278B2 (en) * 2009-05-18 2011-12-06 Qualcomm Incorporated System and method for reducing power consumption of an oscillator
CH707367A8 (de) * 2012-12-18 2014-12-15 Micromachining Ag Verfahren zum Bearbeiten einer Folge von Werkstücken mittels mindestens eines Bearbeitungsstrahls.
US20170309577A1 (en) * 2016-04-25 2017-10-26 Infineon Technologies Ag Method of manufacturing semiconductor devices
CN111257633B (zh) * 2018-11-30 2022-09-02 上海海拉电子有限公司 一种晶体振荡器的标称频率的测试系统及测试方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3409841A (en) * 1967-02-09 1968-11-05 Motorola Inc Method of temperature compensating a crystal oscillator
DE1764968A1 (de) * 1968-09-13 1972-01-13 Siemens Ag Elektrischer Kondensator veraenderbarer Kapazitaet
DE1938767B2 (de) * 1969-07-30 1972-11-16 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Verfahren zum abgleichen von elektrischenduennschicht-kondensatoren
US3824495A (en) * 1971-09-17 1974-07-16 Diehl Crystal oscillator, especially for clocks and watches

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB732437A (en) * 1951-10-03 1955-06-22 Technograph Printed Circuits L Electric circuit components
US3665570A (en) * 1970-04-07 1972-05-30 Rca Corp Method for monitoring the capacitance of a capacitor while adjusting its capacitance
US3688361A (en) * 1971-06-18 1972-09-05 Gulton Ind Inc Method of making a trimmable monolithic capacitor
US3681664A (en) * 1971-08-19 1972-08-01 Jfd Electronics Corp Trimmer capacitor for printed circuit board
US3808752A (en) * 1972-07-10 1974-05-07 Comtec Economation Method of automatically adjusting the frequency of crystal resonators
US3947934A (en) * 1973-07-20 1976-04-06 Rca Corporation Method of tuning a tunable microelectronic LC circuit
JPS5099769A (de) * 1973-12-29 1975-08-07
CH588169A5 (de) * 1975-09-12 1977-05-31 Suisse Horlogerie
US4184062A (en) * 1977-10-25 1980-01-15 Schmidt Robert A Laser resistance trimmer
FR2412925A1 (fr) * 1977-12-23 1979-07-20 Junghans Gmbh Geb Procede pour faire varier la capacite d'un condensateur ceramique
US4190854A (en) * 1978-02-15 1980-02-26 National Semiconductor Corporation Trim structure for integrated capacitors
US4224547A (en) * 1979-02-28 1980-09-23 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Adjusting the frequency of piezoelectric crystal devices via fracturing the crystal surface

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3409841A (en) * 1967-02-09 1968-11-05 Motorola Inc Method of temperature compensating a crystal oscillator
DE1764968A1 (de) * 1968-09-13 1972-01-13 Siemens Ag Elektrischer Kondensator veraenderbarer Kapazitaet
DE1938767B2 (de) * 1969-07-30 1972-11-16 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Verfahren zum abgleichen von elektrischenduennschicht-kondensatoren
US3824495A (en) * 1971-09-17 1974-07-16 Diehl Crystal oscillator, especially for clocks and watches

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
24th Electronic Components Conference, Washington, USA, 13-15 Mai 1974, S. 203 bis 205 *
Electronics, Bd. 45, H. 8, April 1972, S. 102 bis 108 *
Radio Mentor Electronic, 1974, H. 9, S. 359 bis 361 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4031289A1 (de) * 1990-10-04 1992-04-09 Telefunken Electronic Gmbh Oszillator
US6197365B1 (en) * 1999-03-30 2001-03-06 Xcellsis Gmbh Process for manufacturing a catalytic material

Also Published As

Publication number Publication date
DE2947702C2 (de) 1984-11-22
US4346537A (en) 1982-08-31
GB2105909B (en) 1983-09-01
NL7908659A (nl) 1980-06-03
GB2038094B (en) 1983-05-05
CA1128214A (en) 1982-07-20
JPS5574223A (en) 1980-06-04
GB2105909A (en) 1983-03-30
NL180465C (nl) 1987-02-16
GB2038094A (en) 1980-07-16
JPS6232845B2 (de) 1987-07-17
NL180465B (nl) 1986-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2947702A1 (de) Kondensatorabgleichvorrichtung fuer einen quarzoszillator und abgleichkondensator
DE2313574C3 (de) Mikroresonatorelement und Verfahren zu seiner Massenherstellung
DE2948331C2 (de)
DE4029984C2 (de)
EP1393440B1 (de) Piezoelektrische resonatorvorrichtung mit verstimmungsschichtfolge
DE2808507C2 (de) Mikrowellenoszillatorschaltung
DE2849782A1 (de) Piezoelektrischer schwinger
EP0043536A2 (de) Regelsystem zum Einstellen einer physikalischen Grösse
DE1598401B2 (de) Geraet zur anzeige der konzentration eines anteils eines gasgemisches, beruhend auf der eigenschwingungsaenderung eines piezoelektrischen kristalls
DE2253425B2 (de) Kapazitive Abstimmeinheit zur Frequenzkorrektur von quarzgesteuerten Oszillatoren
DE2314061A1 (de) Elektronischer generator zum erzeugen von periodischen signalen
EP0634066B1 (de) OSZILLATOR FÜR EINE FREQUENZ VON 1,6 BIS 3 GHz
DE2828048C2 (de)
EP0019591B1 (de) Quarzoszillator mit Temperaturkompensation
DE2638055C3 (de) Quarzoszillator mit Frequenzeinstellvorrichtung
DE2650210C3 (de) Frequenzmodulierter Oszillator
DE2650777A1 (de) Breitbandoszillator mit elektrischer frequenzsteuerung
DE10119033B4 (de) Verfahren zum Abgleich eines Resonators in einem Oszillator
EP0154399A2 (de) Filmwiderstandsabgleich
EP1390559B1 (de) Verfahren zur herstellung einer schicht mit einem vordefinierten schichtdickenprofil
DE2548059A1 (de) Elektrischer lc-schwingkreis
DE2745881C2 (de) Steuerschaltung zur Ablenkung eines Elektronenstrahls
DE4497992C2 (de) Rechteckiges AT-Schnitt-Quarzelement, Quarzschwinger, Quarzschwingereinheit und Quarzoszillator sowie Verfahren zur Herstellung des Quarzelements
DE2931357B1 (de) Verfahren zum Herstellen eines vollstaendigen elektronischen Uhren-Bausteins
EP0042881B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung eines metallischen Prüfteils

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8125 Change of the main classification
8126 Change of the secondary classification
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: TDK CORPORATION, TOKYO, JP

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition