DE609326C

DE609326C - Piezo crystal, the resonance frequency of which is constantly changing within a wide range

Info

Publication number: DE609326C
Application number: DER86852D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1932-01-09
Filing date: 1933-01-07
Publication date: 1935-02-12

Description

Piezokristall, dessen Resonanzfrequenz innerhalb eines weiten Bereichs stetig veränderlich ist Die Erfindung betrifft einen. in seiner Resonanzfrequenz stetig veränderlichen Piezokristall, durch den die Schwierigkeiten in der Bedienung bzw. der Konstruktion hochselektiver Empfänger vermieden werden sollen.Piezo crystal, the resonance frequency of which is within a wide range is continuously variable The invention relates to a. in its resonance frequency constantly changing piezo crystal, through which the difficulties in operation or the construction of highly selective receivers should be avoided.

Höchste Selektivität bei einem Empfänger erzielte man bisher auf verschiedene Weisen. Beispielsweise verwendet man, bei einem Empfänger mit mehrstufiger HF-Verstärkung mehrere abgestimmte, in Kaskade geschaltete Kreise vor der Detektorstufe unter zwangsläufiger Kupplung der verschiedenen Drehkondensatoren dieser Stufen. Diese Konstruktion hat praktisch Schwierigkeiten sowohl bezüglich des Abgleiches der Kondensatoren als auch, bezüglich, des Abgleichs der Kaskaden.The highest selectivity for one recipient has so far been achieved on several Point. For example, it is used in a receiver with multistage RF amplification several coordinated, cascaded circuits in front of the detector stage under inevitable Coupling of the various variable capacitors of these stages. This construction has practical difficulties both with regard to the adjustment of the capacitors as also, with regard to the alignment of the cascades.

Selbst bei sorgfältigem Abgleich der Kaskaden erhält man aber nicht notwendigerweise einen Empfänger von hoher Selektivität, vielmehr gibt es eine praktische Grenze, über die hinaus weitere Kaskadenschaltungen nur bei ungewöhnlich hohen Kosten eine weitere Selektivität ergeben. Aus diesem Grunde verwendet man bekanntlich an Stelle der Kaskadenschaltungen Superheterodyneempfänger, die einen hohen Grad von Selektivität besitzen.However, even with careful comparison of the cascades one does not get necessarily a receiver of high selectivity, rather there is a practical one Limit, beyond which further cascade connections only at unusually high costs give further selectivity. For this reason, as is well known, an is used Place the cascade circuits superheterodyne receivers that have a high degree of Possess selectivity.

Wenn man aber bei einem solchen Empfänger den örtlichen Oszillator und die Hochfrequenz- und Frequenzänderungskreise zwangsläufig miteinander kuppeln will, entstehen wieder ähnliche Schwierigkeiten im Gebrauch und in der Konstruktion.But if you use the local oscillator with such a receiver and the high frequency and frequency changing circuits inevitably couple with each other similar difficulties arise in use and construction.

Zur Erzielung hoher Selektivität ist es bekannt, Piezokristalle zu verwenden. Es ergeben sich dabei aber Schwierigkeiten, da die Resonanzfrequenz eines solchen Kriställes nur in sehr engen Grenzen veränderlich ist und somit eine stetige Abstimmung, wie sie insbesondere bei Rundfunkempfängern notwendig ist, nicht durchführbar ist.To achieve high selectivity, it is known to add piezo crystals use. However, there are difficulties because the resonance frequency of a Such a crystal can only be changed within very narrow limits and is therefore a continuous one Voting, as it is necessary in particular with radio receivers, cannot be carried out is.

Erfindungsgemäß wird deshalb ein Piezokristall verwendet, dessen Resonanzfrequenz innerhalb eines weiten Bereiches stetig veränderlich ist. Der Kristall ist als Keil ausgebildet, der mit einer seiner langen Flächen auf einer als Elektrode dienenden Metallplatte aufruht, während die andere Elektrode als schmaler Metallstreifen ausgebildet ist, der auf der anderen langen Fläche des Keiles mittels eines Abstimmgriffes hin und her bewegt werden kann. Ein solcher Kristall von veränderlicher Dicke besitzt eine variable Frequenzcharakteristik.According to the invention, therefore, a piezo crystal is used whose resonance frequency is constantly changing within a wide range. The crystal is as a wedge formed with one of its long surfaces on one serving as an electrode Metal plate rests, while the other electrode is designed as a narrow metal strip is that on the other long surface of the wedge by means of a tuning handle and can be moved here. Such a crystal has variable thickness a variable frequency characteristic.

Auf der Zeichnung zeigen Fig. z und 2 die Abstimmvorrichtung in zwei Projektionen, während Fig. 3 ein Schaltbild darstellt.In the drawing, FIGS. Z and 2 show the tuning device in two Projections, while Fig. 3 shows a circuit diagram.

Das piezoelektrische Element z ist als Keil ausgebildet, dessen obere Fläche 2 gegen die Grundfläche 3 geneigt ist. Der Kristall ruht auf einer Platte 3, die die feste Elektrode bildet. Die andere obere Elektrode ist als beweglicher Kontakt 5 ausgebildet in Gestalt eines schmalen Streifens, der an einer Zahnstange 6 sitzt. Diese Zahnstange wird durch einen Knopf 8 mittels Welle 9 und Ritzel io angetrieben. Durch diese Einrichtung kann man die jeweilige Dicke des eingeschalteten Kristallteiles verändern" und zwar ergibt dasjenige Ende des Kristalles, das die geringste Dicke hat, die höchste Frequenz und umgekehrt.The piezoelectric element z is designed as a wedge, the upper one Surface 2 is inclined with respect to the base surface 3. The crystal is at rest on a plate 3 which forms the fixed electrode. The other top electrode is as movable contact 5 formed in the form of a narrow strip that is attached to a Rack 6 is seated. This rack is controlled by a button 8 by means of shaft 9 and Pinion io driven. Through this facility you can determine the respective thickness of the change the switched-on crystal part "which results in the end of the crystal, that has the smallest thickness, the highest frequency and vice versa.

Die Anordnung eines solchen Kristalls in einer -Empfangsschaltung zeigt Fig.3. Der Empfänger enthält die Quelle der hochfrequenten Schwingungen S, die bei M an den HF-Verstärker angekoppelt ist. Im Eingang dieses Verstärkers befindet sich die Spule L mit dem Quarzkristall im Nebenschluß und einem Widerstand R von Soo ooo Ohm zwischen diesem Keil und dem Kristall. Der Kristall selbst wirkt als vollkommener abgestimmter Antiresonanzkreis, während der Widerstand R bei der Resonanzfrequenz keine merkliche Wirkung ausübt, so daß die ganze Spannung der Spule L für das Gitter des Verstärkers zur Verfügung steht. Außerhalb der Resonanz fällt die Impedanz des Kristalles ab und wird die Spannung von L durch den Widerstand R stark verringert, so daß dann die Signale keine merkliche Größe haben.The arrangement of such a crystal in a receiving circuit shows Fig.3. The receiver contains the source of the high frequency vibrations S, which is coupled to the RF amplifier at M. Located in the input of this amplifier the coil L with the quartz crystal in shunt and a resistance R of Soo ooo ohms between that wedge and the crystal. The crystal itself acts as a perfectly tuned anti-resonance circuit, while the resistance R is at the resonance frequency exerts no noticeable effect, so that all the tension of the coil L is for the grid of the amplifier is available. Outside the resonance, the impedance of the falls Crystal and the voltage of L is greatly reduced by the resistor R, so that the signals then have no noticeable magnitude.

Wie in Fig. i und a, liegt der Kristallkeil i auf der unteren Elektrode q., die durch die Leitung q.' mit der Niederspannungsseite der Spule L verbunden ist, während die obere Elektrode durch den Kontakt 5' gebildet wird.As in Fig. I and a, the crystal wedge i lies on the lower electrode q. going through line q. ' connected to the low voltage side of the coil L. while the upper electrode is formed by the contact 5 '.

Bei Mi und M3 erfolgt die Ankopplung an weitere Verstärker. Bei Ma an den Gleichrichter.With Mi and M3, the connection to further amplifiers takes place. At Ma to the rectifier.

Die vorliegende Erfindung beruht also auf der Tatsache, daß ein keilförmiger Kristall, dessen schräge Fläche frei und zugänglich ist, innerhalb eines bestimmten Bereiches in mehreren verschiedenen Frequenzen schwingt, wenn über der schrägen Fläche ein beweglicher Kontakt verschoben wird. Die Schaltung enthält nur eine einzige bei M angekoppelte abgestimmte Verstärkerstufe mit scharfer Selektivität, während die bei M2 angekoppelte Stufe aperiodisch ist. Hierdurch erübrigt sich ein Abgleichen der verschiedenen Abstimmvorrichtungen und Kaskaden.The present invention is based on the fact that a wedge-shaped Crystal, the sloping face of which is free and accessible, within a given one Range oscillates in several different frequencies when over the sloping A moving contact is moved. The circuit only contains a single one tuned amplifier stage coupled at M with sharp selectivity, while the stage coupled to M2 is aperiodic. This makes a comparison unnecessary of the various tuning devices and cascades.

Zwecks Ausgleichs für die scharfe Vexriegelungscharakteristik des Kristalles an dem höheren Frequenzseitenband wird zweckrpäßig ein. kompensierender NF-Verstärker verwendet, der eine getreue Wiedergabe ergibt, da die Kristall-Abstimmvorrichtung scharf selektiv ist und eine steile Resonanzkurve ergibt, d. h., die oberen Seitenbandfrequenzen an jeder Seite des empfangenen Trägers werden durch den Kristall mit geringerem Wirkungsgrad hindurchgelassen als die unteren Seitenbandfrequenzen. Daher wird durch Verwendung eines NF-Verstärkers, der eine ansteigende Frequenzcharakteristik besitzt; d. h., der die höheren Frequenzen mehr verstärkt als die tieferen Niederfrequenzen, die scharfe Verriegelungscharakteristik des Kristalles kompensiert.To compensate for the sharp locking characteristics of the Crystal at the higher frequency sideband will be useful. compensating LF amplifier used, which gives a faithful reproduction, as the crystal tuner is sharply selective and gives a steep resonance curve, i.e. i.e., the upper sideband frequencies on each side of the received carrier are lesser by the crystal Efficiency passed than the lower sideband frequencies. Hence, through Use of an LF amplifier which has a rising frequency characteristic; d. i.e., which amplifies the higher frequencies more than the lower low frequencies, compensates for the sharp locking characteristic of the crystal.

Claims

0 PATENT CLAIM: Piezo crystal whose resonance frequency is within is continuously variable over a wide range, characterized in that it is as Wedge is formed with one (3) of its long surfaces on one as an electrode serving metal plate (q.) rests, while the other electrode as a narrow metal strip (5) is formed on the other long surface of the wedge by means of a tuning handle (8, 9) can be moved back and forth.