DE811965C - Vorrichtung zur Frequenzstabilisierung - Google Patents

Description

• Es ist bekannt, in der Nachrichten- und Hochfrequenztechnik Piezoquarze zur Stabilisierung der Frequenz zu verwenden. Diese Quarze sind jedoch als Naturprodukte teuer und auch kaum in ausreichendem Maße für den Bedarf zur Verfügung. Man ist deshalb dazu übergegangen, geeignete Ersatzkristalle zu züchten. Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß als Frequenznormal ein Schwinger aus totem, d. h. nicht piezoelektrischem Material, z. B. aus kristallisiertem Quarz, Porzellan oder Sinterkorund, verwendet wird, der in seiner Grund- oder Oberwelle zu longitudinalen Ultraschallschwingungen angeregt wird. Dies hat den Vorteil, daß man willkürlich Schwingkörper in beliebigen Formen herstellen kann und daß man nicht, wie beim Quarz teure und große, in der Natur aufgefundene Stücke klein schneiden muß.
• In der Abbildung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
• Fig. i zeigt einen Stab D aus Sinterkorund, der in der Mitte gehaltert wird. Seine Länge sei 47 mm, was einer ersten Eigenfrequenz von ioo kHz entspricht. Die beiden Endflächen F1 und F2 sind planparallel und oberflächenversilbert. Der Fläche Ft gegenüber, in geringem Abstand von etwa 0,I mm steht eine Elektrode El, die an der Anode einer Röhre liegt. Die Röhre sei mit variabler Frequenz aperiodisch aussteuerbar. Der Belag der Fläche F1 wird geerdet. Da infolge der Anadenspannung der durch Ft und El gebildete Kondensator eine Gleichvorspannung hat, entstehen durch die elektrostatischen Kräfte mechanische Zug-Druck-Spannungen im Takte der der Röhre i aufgedrückten Frequenz, die den Stab D mechanisch zu longitudinalen Deformationen in. Form erzwungener Schwingungen erregen. Kommt diese erzwungene Schwingung in eine Eigenfrequenz des Stabes (ioo, 200, 300 usw. kHz), so schaukelt sich dessen Bewegung infolge seiner geringen Dämpfung sehr stark auf. Es schwingt dann also auch die Fläche F2, der gegenüber ebenfalls wieder in geringem Abstand eine Elektrode E2 steht, die mit dem Gitter einer Röhre 2 verbunden sei. Der Vorgang ist insoweit der gleiche wie beim Quarz.
• Wenn jetzt an dem hohen Gitterwiderstand von einigen Megohm, der am Gitter der Röhre 2 liegt, ein Spannungsabfall in der Eigenfrequenz des Stabes entstehen soll, so muß eine Ladung zum Fließen kommen. Beim Quarz entsteht diese durch den umgekehrten Piezoeffekt, beim toten Material kann man sie erreichen, indem man wie in Fig. i angedeutet, der Fläche F2 eine Gleichvorspannung gibt. Dann kommt, sobald der Stalins Schwingen gerät,. infolge der Kapazitätsänderung des durch F2 und E2 gebildeten Kondensators eine Ladung in der Frequenz der mechanischen Eigenschwingung zum Fließen, und am Gitter der zweiten Röhre herrschen dieselben Bedingungen wie bei Verwendung eines Quarzes.
• Wird durch eine genügend hohe Gleichspannung, deren Größe durch die Isolation der geringen Zwischenschicht begrenzt ist, eine so große Ladung, wie sie durch den umgekehrten piezoelektrischen Effekt beim Quarz entsteht, erreicht, so kann man auch eine einzige Röhre in Selbsterregung nach diesem System frequenzstabilisieren, wofür Fig.2 ein Schaltbeispiel gibt. Sinterkorund hat wegen seiner außerordentlich geringen Dämpfung und wegen seines kleinen Temperaturkoffizienten ähnlich gute Eigenschaften wie ein Quarzkristall. Dasselbe gilt auch vom kristallisierten Quarz, der durch Schmelzen von Quarzit herstellbar ist. Bei Sinterkorund ist außerdem die Schallgeschwindigkeit sehr groß, so daß man leicht hohe Frequenzen für die Frequenznormale bekommen kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPRI (;HE: i. Vorrichtung zur Frequenzstabilisierung von elektrischen Schwingungskreisen unter Verwendung eines Schwingers bestimmter Eigenschwingungszahl als Frequenznormal, dadurch gekennzeichnet, daß als Frequenznormal ein Schwinger aus totem, d. h. 'nicht piezoelektrischem Material, z. B. kristallisiertem Quarz, Porzellan oder Sinterkorund vorgesehen ist, der mit dem anregenden elektrischen Schwingungskreis elektromechanisch, z. B. kapazitiv gekoppelt und der Frequenz des elektrischen Schwingungskreises so angepaßt ist, daß er in seiner Grundwelle oder einer Oberwelle zu longitudinalen Ultraschallschwingungen angeregt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der .Abnahmestromkreis ebenso wie der anregende Schwingungskreis kapazitiv mit dem Schwinger gekoppelt ist.