DE948815C

DE948815C - Crystal-stabilized multivibrator arrangement for the generation of high-harmonic oscillations for the calibration of test and measuring devices

Info

Publication number: DE948815C
Application number: DET4777A
Authority: DE
Inventors: Adolf Schott
Original assignee: Metz Transformatoren & App
Current assignee: Metz Transformatoren & App
Priority date: 1951-08-31
Filing date: 1951-08-31
Publication date: 1956-09-06

Description

Kristallstabilisierte Multivibratoranordnung zur Erzeugung oberwellenreicher Schwingungen für die Eichung von Prüf- und Meßgeräten Gegenstand der Erfindung ist eine kristallstabilisierte Multivibratoranordnung zur Erzeugung oberwellenreicher Schwingungen für die Herstellung von Eichmarken zur Eichung von Prüf- und Meßgeräten.Crystal-stabilized multivibrator arrangement for generating high harmonics Vibrations for the calibration of test and measuring devices is the subject of the invention a crystal-stabilized multivibrator arrangement for generating higher harmonics Vibrations for the production of calibration marks for the calibration of test and measuring devices.

Im Bereich längerer Wellen ist es bekannt, Eichfrequenzen durch Verzerrung in einer Drossel als Oberwellen einer bekannten Grundfrequenz zu gewinnen.In the area of longer waves, it is known to use calibration frequencies due to distortion in a choke as harmonics of a known fundamental frequency.

Ferner sind Schaltungsanordnungen zur Erzeugung von Eichfrequenzen für kürzere Wellen bekannt, bei denen übliche quarzgesteuerte Schwingkreise verwendet werden. Damit können jedoch nur jeweils die dem betreffenden Quarz eigene Frequenz und deren Harmonische erzeugt werden, so daß für die Eichung eines größeren Frequenzbereiches eine Anzahl von0_uarzkristallernverschiedenerAbmessungen benötigt wird, die wechselweise eingeschaltet werden müssen. Aber auch dann bereitet die Gewinnung der Spannungen für die Zwischenmarken Schwierigkeiten.There are also circuit arrangements for generating calibration frequencies known for shorter waves, where common quartz-controlled oscillating circuits are used will. In this way, however, only the frequency specific to the respective crystal can be used and their harmonics are generated, so that for the calibration of a larger frequency range a number of quartz crystals of different dimensions is required, which alternately must be switched on. But even then it prepares to win the tension difficulties for the intermediate brands.

Ferner ist eine kristallstabilisierte Multivibratoranordnung unter Benutzung einer Mehrgitterröhre für die allgemeine Schwingungserzeugung bekannt. Auch Multivibratoranordnungen mit zwei Eingitterröhren sind bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen für die Erzeugung von Eichfrequenzen zu vermeiden und eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung oberwellenreicherSchwingungen zu finden, die mit einfachen Mitteln nicht nur die Spannungen für die Haupteichmarken liefert, sondern auch diejenigen für die Zwischenmarken.Furthermore, a crystal stabilized multivibrator arrangement is below Use of a multigrid tube for general vibration generation is known. Multivibrator arrangements with two single grid tubes are also known. Of the The invention is based on the problem of the disadvantages of the known circuit arrangements to avoid the generation of calibration frequencies and a circuit arrangement for To find the generation of high-harmonic oscillations that cannot be achieved with simple means only supplies the voltages for the main pond brands, but also those for the intermediate marks.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei Mehrgitterröhren verwendet und derart geschaltet sind, daß ein Teil der ersten Röhre in an sich bekannter Weise als quarzgesteuerter Oszillator wirkt, während ihr zweiter Teil, der - abgesehen von der beiden Teilen gemeinsamen Kathode - vorzugsweise aus Schirmgitter, Bremsgitter und Anode besteht, die von dem Schirmgitter der zweiten Röhre rückgekoppelten Schwingungen zur Erzeugung von Multivibratorschwingungen aufnimmt, so daß an der Anode der zweiten Röhre sowohl die Multivibrator- bzw. Quarzfrequenzen als auch die von beiden herrührenden Mischfrequenzen abnehmbar sind, wobei die Schaltung so gewählt ist, daß die Quarzfrequenzen als Haupteichmarken und die Mischfrequenzen als Zwischenmarken verwendet werden können.According to the invention this object is achieved in that two multi-grid tubes are used and connected in such a way that part of the first tube is known per se Way acts as a quartz-controlled oscillator, while its second part, the - apart cathode common to both parts - preferably a screen grid, brake grid and anode, the oscillations fed back from the screen grid of the second tube to generate multivibrator vibrations, so that at the anode of the second Tube the multivibrator or crystal frequencies as well as those resulting from both Mixing frequencies are removable, the circuit being chosen so that the crystal frequencies can be used as main calibration marks and the mixing frequencies as intermediate marks can.

Vorteilhaft werden die Spannungen der von den Quarzfrequenzen herrührenden Haupteichmarken höher gewählt, als die von den Mischfrequenzen herrührenden Spannungen für die Zwischenmarken.The voltages resulting from the quartz frequencies are advantageous Main calibration marks selected higher than the voltages resulting from the mixing frequencies for the intermediate marks.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann -Zwischen Schirmgitter und Kathode der zweiten Röhre ein Kondensator ausschaltbar angeordnet werden, so daß die Multivibratorfrequenz abgeschaltet und die zweite Röhre als Verstärker für die Ouarzoszillatorfrequenz und deren Harmonische benutzt werden kann.According to a further embodiment of the invention, intermediate screen grids and the cathode of the second tube, a capacitor can be arranged so that it can be switched off that the multivibrator frequency is switched off and the second tube as an amplifier for the quartz oscillator frequency and its harmonics can be used.

Ferner kann vorteilhaft als Ableitwiderstand des Steuergitters der ersten Röhre ein spannungsabhängiger Widerstand, beispielsweise eine Diode, vorgesehen sein, um dadurch die Amplitude der Gitterwechselspannungen zu begrenzen.It can also be used advantageously as a leakage resistance of the control grid A voltage-dependent resistor, for example a diode, is provided for the first tube in order to limit the amplitude of the alternating grid voltages.

Die erfindungsgemäße Anordnung wird an Hand der Zeichnung in einem Schaltungsbeispiel näher erläutert.The arrangement according to the invention is based on the drawing in one Circuit example explained in more detail.

Es zeigt i eine Röhre mit 2 Kathode, 3 Steuergitter, 4 Schirmgitter, 5 Bremsgitter, 6 Anode; 7 ist ein Schirmgitterwiderstand in der Wirkung als Anodenwiderstand, 8 ein Anodenwiderstand, 9 der Schirmgitterwiderstand der zweiten Multivibratorröhre 22z io der Anodenwiderstand; ii ist ein spannungsabhängiger Widerstand, 12 der Kathodenwiderstand RK, 13 ein Gitterableitwiderstand, 14 desgleichen; 15 und 16 sind zwei Spannungsteilerkondensatoren; 17 ist der Kathodenkondensator, 18 und i9 je ein Koppelkondensator, 2o der Auskoppelkondensator, 21 ein Quarz, 22 die zweite Multivibratorröhre mit 23 Kathode, 24 Steuergitter, 25 Schirmgitter, 26 Bremsgitter mit der Kathode verbunden, 27 Anode; 28 ist ein Kondensator, 29 ein Schalter.It shows a tube with 2 cathodes, 3 control grids, 4 screen grids, 5 brake grids, 6 anode; 7 is a screen grid resistor acting as an anode resistor, 8 an anode resistor, 9 the screen grid resistor of the second multivibrator tube 22z io the anode resistor; ii is a voltage-dependent resistor, 12 the cathode resistor RK, 13 a grid bleeder resistor, 14 the same; 15 and 16 are two voltage dividing capacitors; 17 is the cathode capacitor, 18 and 19 each a coupling capacitor, 2o the coupling-out capacitor, 21 a quartz, 22 the second multivibrator tube with 23 cathode, 24 control grid, 25 screen grid, 26 braking grid connected to the cathode, 27 anode; 28 is a capacitor, 29 is a switch.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist folgende: Die Röhre i und die Röhre 22 stellen über ihre Glieder einen Multivibratorkreis dar, dabei ist bei der Röhre i das Bremsgitter 5 als Steuergitter geschaltet. Der Widerstand 13 wirkt dafür als Gitterableitwiderstand. Die in der Oszillatorröhre i erzeugte Schwingung wird von der Anode 6 weg über den Koppelkondensator i9 auf das Steuergitter 24 der Röhre 22 gegeben, wobei 14 den Gitterableitwiderstand darstellt. Von dem Schirmgitter 25 weg wird die Schwingung über den Koppelkondensator 18 wieder dem Gitter 5 der Röhre i zugeführt. Der Widerstand 9 stellt den Schirmgitterwiderstand dar. Durch die Kopplung der Schwingung vom Schirmgitter 25 der Röhre 22 weg wird erreicht, daß die Auskopplung der Schwingung über den Kondensator 2o von der Anode 27 der Röhre 22 rückwirkungsfrei erfolgt. Der Widerstand io stellt den Anodenwiderstand dar. Während die Röhre 22 nur in einfacher Funktion ausgenutzt ist, wird die Röhre i doppelt verwendet, und zwar als quarzgesteuerter Oszillator und als Teil der NIultivibratorschaltung. Für den Quarzsteuerkreis wirkt das Schirmgitter 4 der Röhre i als Anode, der Widerstand 7 als Anodenwiderstand. Die Kondensatoren 15 und 16 stellen einen Spannungsteiler dar. Durch den Widerstand RK 12 mit seinem parallel geschalteten Kondensator 17 wird die Kathode auf das erforderliche Potential gebracht. Der spannungsabhängige Widerstand i i, beispielsweise eine Diode, begrenzt die Amplitude am Gitter 3 in der Höhe dieses Potentials. Der Quarz 2i, der so gewählt ist, daß er vorzugsweise auf einer Harmonischen der gewünschten Multivibratorfrequenz schwingt, steuert diesen Schwingkreis. Durch die Doppelausnutzung der Röhre i sowohl -als Teil der Multivibratorschaltung wie auch als quarzgesteuerter Oszillator wird ein Mitziehen des Multivibrators durch den Quarz z. B. auf irgendeiner gewünschten Subharmonischen erreicht. Gleichzeitig tritt auch ein Mischvorgang ein, so daß am Ausgang, d. h. an der Anode 27 der Röhre 22 nicht nur die Multivibrator- bzw. Quarzfrequenz mit ihren Oberwellen zur Verfügung steht, sondern auch die aus der Multivibratorfrequenz und der Quarzfrequenz entstehenden Mischfrequenzen, wobei die vom Quarz gelieferten Frequenzen in ihrer Spannung gegenüber den Mischfrequenzen vorzugsweise höher eingestellt werden, um beispielsweise bei der Eichung bestimmte Eichmarken zu erhalten. Dem gleichen Zweck dient auch der mit dem Schalter 29 in Serie liegende Kondensator 28, der damit den Multivibrator abschaltet und die Schaltung als reinen Verstärker für die Quarzfrequenz mit ihren Oberwellen bereitstellt.The operation of the circuit arrangement according to the invention is as follows: The tube i and the tube 22 represent a multivibrator circuit via their members, the braking grid 5 is connected as a control grid in the case of the tube i. The resistor 13 acts as a grid leakage resistor. The oscillation generated in the oscillator tube i is given away from the anode 6 via the coupling capacitor i9 to the control grid 24 of the tube 22, with 14 representing the grid leakage resistance. Away from the screen grid 25, the oscillation is fed back to the grid 5 of the tube i via the coupling capacitor 18. The resistor 9 represents the screen grid resistance. By coupling the oscillation away from the screen grid 25 of the tube 22 it is achieved that the decoupling of the oscillation via the capacitor 20 from the anode 27 of the tube 22 takes place without any reaction. The resistance io represents the anode resistance. While the tube 22 is only used in a single function, the tube i is used twice, namely as a quartz-controlled oscillator and as part of the Nultivibrator circuit. For the quartz control circuit, the screen grid 4 of the tube i acts as an anode, the resistor 7 as an anode resistor. The capacitors 15 and 16 represent a voltage divider. The cathode is brought to the required potential by the resistor RK 12 with its capacitor 17 connected in parallel. The voltage-dependent resistor ii, for example a diode, limits the amplitude at the grid 3 at the level of this potential. The quartz 2i, which is chosen so that it preferably oscillates on a harmonic of the desired multivibrator frequency, controls this oscillating circuit. Due to the double use of the tube i, both as part of the multivibrator circuit and as a quartz-controlled oscillator, the multivibrator is dragged along by the quartz z. B. achieved on any desired subharmonic. At the same time, a mixing process also occurs, so that at the output, ie at the anode 27 of the tube 22, not only the multivibrator or quartz frequency with its harmonics is available, but also the mixing frequencies resulting from the multivibrator frequency and the quartz frequency Frequencies supplied to quartz are preferably set higher in their voltage compared to the mixed frequencies in order to obtain, for example, certain calibration marks during calibration. The capacitor 28 in series with the switch 29 also serves the same purpose and thus switches off the multivibrator and provides the circuit as a pure amplifier for the crystal frequency with its harmonics.

In einer Weiterentwicklung der gezeigten Schaltung ist es natürlich auch möglich, den Multiv ibrator abstimmbar zu machen, um z. B. wahlweise auf einer anderen Subharmonischen des Quarzes oder nach dessen Austausch auf einer anderen Frequenzreihe arbeiten zu können. Die Ahstimmbarkeit wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die Kondensatoren 18 und i9 umschaltbar gemacht werden bzw. durch Drehkondensatoren ersetzt werden. Eine andere Möglichkeit ist, die Widerstände 13 und 14 durch Potentiometer zu ersetzen.In a further development of the circuit shown, it is of course also possible to make the Multiv ibrator tunable in order to, for. B. to be able to work either on a different subharmonic of the quartz or after its exchange on a different frequency series. The tunability is achieved, for example, in that the capacitors 18 and 19 are made switchable or replaced by variable capacitors. Another possibility is to replace the resistors 13 and 14 with potentiometers.

Selbstverständlich ist es auch möglich, durch weitere hinten angeschaltete Multivibratoren - in gleicher Weise, wie bereits in der Schaltung gezeigt - eine weitere Frequenzteilung vorzunehmen.Of course, it is also possible to switch on more at the rear Multivibrators - in the same way, as already shown in the circuit - one to undertake further frequency division.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Crystal stabilized multivibrator arrangement for Generation of high-harmonic vibrations for the production of calibration marks for Calibration of test and measuring devices using multi-grid tubes, thereby characterized in that two multigrid tubes (i) and (22) are connected in such a way that part of the tube (i) in a manner known per se as a quartz-controlled oscillator acts while its second part, which - apart from the two parts common Cathode - preferably consists of a screen grid, retarder grid and anode, which from the screen grid (25) of the tube (22) to generate oscillations that are fed back absorbs multivibrator vibrations, so that at the anode (27) of the tube (22) both the multivibrator or crystal frequencies as well as those resulting from both Mixing frequencies are removable, the circuit being chosen so that the crystal frequencies can be used as main calibration marks and the mixing frequencies as intermediate marks can.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the voltages of the main calibration marks originating from the quartz frequencies are higher than those of voltages resulting from the mixing frequencies for the intermediate marks.

3. Arrangement according to claim 1 and / or 2, characterized in that between the screen grid (25) and cathode (23), a capacitor (28) arranged so that it can be switched off by means of a switch (29) is, so that the multivibrator frequency is switched off and the tube (22) only as an amplifier can be used for the crystal oscillator frequency and its harmonics.

4. Arrangement according to claim i and / or following, characterized in that as Ableitwider stood the grid (3) of the first tube (i) a voltage-dependent resistor (i i), for example a diode, is provided. Considered publications: Electrical communications engineering (ENT), Vol. 15, 1 938, H. 12, pp. 359 to 368; German patent specification No. 632 5 13; Massachusetts Institute of Technology-Radiation Laboratory (MIT), 1949, Vol. I9 Waveforms, pp. Fob to iii and 163 to i73.