DE577868C

DE577868C - Crystal controlled multivibrator circuit

Info

Publication number: DE577868C
Application number: DET40623D
Authority: DE
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1932-04-28
Filing date: 1932-04-28
Publication date: 1933-06-06

Description

In dem Patent 572 972 wurde ein Kristalloszillator beschrieben, der in einer Multivibratorschaltung bestand, bei der zwei kapazitive Schaltelemente durch piezoelektrische Kristalle ersetzt werden. Sobald die beiden Kristalle nur eine gemeinsame Eigenfrequenz haben und bezüglich der Frequenz Temperaturkoeffizienten von entgegengesetztem Vorzeichen besitzen, erweist sich ein solches Kristallsystem als einwellig, und die durch dasselbe erzeugte Frequenz ist von den Röhrenkapazitäten und je nach Wahl der Widerstände in der Anoden- und Gitterleitung auch' von der Temperatur in erster Annäherung unabhängig. Das System schwingt aber nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches, innerhalb dessen die beiden Kristalle annähernd in Resonanz sind. Der Oszillator ist also in der Weise zu betreiben, daß die beiden Kristalle in einem Thermostaten untergebracht werden, der annähernd die Temperatur innehält, bei welcher die Kristalle in Resonanz sind. Erfindungsgemäß ist es aber nun möglich, vermittels der Stromänderungen, welche der Oszillator bei Annäherung an die Resonanz der Kristalle erfährt, diese Temperatur zu erzeugen bzw. aufrechtzuerhalten. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 1. Die beiden Kristalle Kr₁ und K.r« der schon früher beschriebenen Zweiröhrenschaltung werden in einem wärmeisolierenden Behälter Th untergebracht. Zur Aufheizung dieses Behälters dient ein Widerstand W_a, der in den Anodengleichstromkreis der beiden Röhren I und II geschaltet ist. Außerdem ist noch in die Gitterstromleitung ein System aus einem Widerstand Wg und einer parallelen Kapazität C_g geschaltet, welches bewirkt, daß der Anodengleichstrom mit zunehmender Schwingungsamplitude des Oszillators abnimmt. Die Wir- kungsweise ist sodann folgende:In patent 572,972 a crystal oscillator was described which consisted of a multivibrator circuit in which two capacitive switching elements are replaced by piezoelectric crystals. As soon as the two crystals have only one natural frequency in common and have temperature coefficients of opposite signs with regard to the frequency, such a crystal system turns out to be single-wave, and the frequency generated by it depends on the tube capacities and, depending on the choice of resistances in the anode and grid lines, too 'Independent of the temperature as a first approximation. However, the system only oscillates within a certain temperature range, within which the two crystals are approximately in resonance. The oscillator is to be operated in such a way that the two crystals are accommodated in a thermostat which approximately maintains the temperature at which the crystals are in resonance. According to the invention, however, it is now possible to generate or maintain this temperature by means of the current changes which the oscillator experiences when it approaches the resonance of the crystals. An exemplary embodiment is shown in Fig. 1. The two crystals Kr ₁ and Kr «of the two-tube circuit described earlier are housed in a heat-insulating container Th. A resistor W _a , which is connected to the anode DC circuit of the two tubes I and II, is used to heat this container. In addition, a system of a resistor Wg and a parallel capacitance C _{g is} connected in the grid current line, which causes the anode direct current to decrease as the oscillation amplitude of the oscillator increases. The mode of action is then as follows:

Liegt die Temperatur des Raumes Th unterhalb des Temperaturbereiches, in welchem das Kristallsystem schwingt, so wird der den Widerstand W_a durchfließende Anodenruhestrom den Raum aufheizen. Sobald aber die Schwingungen einsetzen, wird der Anodenstrom abnehmen, und es läßt sich erreichen, daß bei einem bestimmten Arbeitsstrom ein stabiles thermisches Gleichgewicht erhalten wird. Ändert sich die Außentemperatur, so hat dies innerhalb gewisser Grenzen nur eine Verschiebung des Arbeitspunktes zur Folge. Es wird im allgemeinen nicht zweckmäßig sein, die Beheizung des Raumes Th der Oszillatorröhre zu entnehmen.If the temperature of the room Th is below the temperature range in which the crystal system oscillates, the anode quiescent current flowing through the resistor W _{a will heat the room.} But as soon as the oscillations start, the anode current will decrease, and it can be achieved that a stable thermal equilibrium is obtained with a certain working current. If the outside temperature changes, this only results in a shift in the operating point within certain limits. It will generally not be advisable to take the heating of the room Th from the oscillator tube.

Abb. 2 zeigt, wie durch Einschalten einer Gleichstromverstärkerschaltung III die Heizleistung verstärkt werden kann. Überdies ist es möglich, diese beim Anlauf des Heizvor-Fig. 2 shows how the heating power can be increased by switching on a DC amplifier circuit III can be reinforced. It is also possible to switch this off when the heating system starts up.

ganges vermittels eines Abgriffes an der Stromquelle B beliebig einzustellen und durch besondere Maßnahmen einen sicheren und schnellen Übergang zu einem stabilen thermischen Gleichgewicht zu finden. In Abb. 2 befindet sich die Kathode von III auf einem anderen Gleichpotential als die von I und II. Unter Benutzung von indirekt geheizten Röhren lassen sich jedoch diese aus einer Strom-ίο quelle beheizen. Zur Steuerung der Gleichstromverstärkerröhre III kann auch das an dem System (W_e, C_s) auftretende Gleichpotential verwendet werden.Ganges can be set arbitrarily by means of a tap on the power source B and a safe and quick transition to a stable thermal equilibrium can be found through special measures. In Fig. 2 the cathode of III is at a different DC potential than that of I and II. Using indirectly heated tubes, however, these can be heated from a current source. The direct potential occurring at the system (W _e , C _s ) can also be used to control the direct current amplifier tube III.

Liegt die Temperatur des Raumes Th oberhalb der Temperatur, für welche die Kristalle in Resonanz sind, so existieren auch thermische Gleichgewichtszustände; diese sind aber labil. Um diese stabil zu gestalten, ist eine Umkehrung der Steuerung der Heizleistung erforderlich, und zwar ist mit abnehmender Schwingungsamplitude eine Verminderung der Heizleistung notwendig. In den vorliegenden Schaltungen sind diese Zustände durch besondere Maßnahmen auszuschließen, indem etwa bei Temperaturen oberhalb der Resonanztemperatur die Heizung durch einen Bimetallstreifen unterbrochen oder herabgesetzt wird.If the temperature of the room Th is above the temperature for which the crystals are in resonance, there are also thermal equilibrium states; but these are unstable. In order to make this stable, a reversal of the control of the heating power is necessary, namely a reduction in the heating power is necessary as the oscillation amplitude decreases. In the present circuits, these states are to be excluded by special measures, in that the heating is interrupted or reduced by a bimetallic strip, for example at temperatures above the resonance temperature.

Wesentlich ist für das Arbeiten des Kristallsystems, daß beide Kristalle auf gleicher Temperatur sich befinden, andererseits, daß die durch den Heizwiderstand erzeugte Wärme den Kristallen in möglichst kurzer Zeit zugeführt wird. Es ist klar, daß zur Erreichung dieses Zieles die beim Thermostat üblichen Maßnahmen Anwendung finden können.It is essential for the work of the crystal system, that both crystals are at the same temperature, on the other hand that the heat generated by the heating resistor is supplied to the crystals in the shortest possible time. It is clear that to achieve the usual thermostat measures can be applied to this end.

Claims

Patent claims:

i. Crystal controlled multivibrator circuit according to patent 572 972, in which two capacitive switching elements by crystals be replaced with opposite temperature coefficients, thereby identifying ..

records that the two crystals are brought into resonance by thermostatic control are.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the regulation of the Temperature of the thermostat for the two crystals by means of the changes in current takes place, which arise in the oscillator when approaching the resonance of the crystals.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that in the grid lead A system of resistance and capacitance is placed in the tubes, which causes the vibration amplitude to increase the anode direct current drops.

4. Arrangement according to claim 1, .2, 3, characterized in that one in the The heating resistor placed on the anode direct current line controls the temperature.

5. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the heating power is amplified by a DC amplifier.

6. Arrangement according to claim 1, 2, 5, characterized in that the grid voltage the DC amplifier tube through a tap by means of a potentiometer connected to the voltage source is adjustable.

7. Arrangement according to claim 1, 2, 3, characterized in that the direct potential on the system of resistance and capacitance is used to control the direct current amplifier.

8. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that unstable thermal Conditions, in particular due to the use of a bimetal strip, are excluded are.

9. Arrangement according to claim 1, 2, 5 and 8, characterized in that the Bimetal strip affects the grid circuit of the DC amplifier.

1 sheet of drawings