Oszillatoren mit Schwingkristallen

1 Eigenschaften und Herstellung schwingfähiger Kristalle.- 1.1 Der Piezoeffekt.- 1.2 Das elektrische Ersatzschaltbild des schwingenden Kristalls.- 1.3 Kristalle mit piezoelektrischem Effekt.- 1.4 Kristall und Schaltung.- 2 Zur allgemeinen Theorie der Oszillatoren.- 2.1 Vorbemerkungen.- 2.2 Die Differentialgleichung des Oszillators.- 2.3 Die komplexe Darstellung.- 2.4 Der Zusammenhang über die Schaltung.- 2.5 Der Zusammenhang über die Röhre. Schwinglinie und mittlerer Anodenstrom.- a) Die Schwinglinie von Möller.- b) Die Gleichung der Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinie...- c) Der Arbeitspunkt Klasse A.- d) Der Arbeitspunkt Klasse B.- e) Der Arbeitspunkt Klasse C.- f) Sonstige Röhreneigenschaften.- 2.6 Vierpolgleichungen und Oszillatorbeziehungen in allgemeiner Form.- a) Vierpolformeln.- b) Der Zusammenhang zwischen Filtern und Oszillatoren.- c) Die Schwingungsformeln eines allgemeinen, passiven Vierpols.- d) Die Schwingstellen eines allgemeinen Vierpols.- e) Die Amplitudenbedingung bei den verschiedenen Schwingstellen.- f) Die Schwingstellen einer Brückenschaltung.- g) Die Arten der Schwingstellen bei einer Brückenschaltung 31 h) Die Schwingstellen eines T-Gliedes.- i) Die Schwingstellen eines ?-Gliedes.- k) Die Schwingungsformel mit zwei Röhren ohne und mit Phase im aktiven Vierpol.- 2.7 Die Rückkopplungsgerade.- 2.8 Das Aktivitätsmaß von Oszillatoren und der Performance Index.- a) Zur Problemstellung.- b) Zur Definition des Aktivitätsmaßes.- c) Formeln für das Aktivitätsmaß.- d) Berechnung des Aktivitätsmaßes einiger Schaltungen.- 2.9 Die Amplitudenbegrenzung.- a) Die Amplitudenbegrenzung durch Audiongleichrichtung.- b) Die Amplitudenbegrenzung durch Gegenkopplung.- c) Die Anwendung von Heiß- und Kaltleitern bei Schwingkreisen.- d) Die Rückkopplungskurve.- 2.10 Der Anschwingvorgang.- 2.11 Die Ersatzschaltungen für Kristalle mit unterteilten Elektroden.- 2.12 Ersatzschaltbilder von Transistoren.- 3 Vierpoltheoretische Betrachtungen.- 3.1 Die Vierpolgrößen beim aktiven Vierpol.- 3.2 Das Ersatzbild eines aktiven Vierpols.- 3.3 Zur Phasendrehung beim Oszillator.- a) Die Phasendrehung der Röhre.- b) Die Phasendrehung durch einen Übertrager.- 3.4 Die Schwingungsbedingung für einen Dreipol.- 3.5 Die drei Schaltmöglichkeiten bei einer Elektronenröhre.- 3.6 Die Darstellung mittels der Kettenmatrix.- 3.7 Die Darstellung der Schwingungsbedingung durch das Betriebsübertragungsmaß.- 3.8 Zur Deutung der Schwingungsgleichungen.- 3.9 Zur Wahl der Abschlußwiderstände.- 3.10 Die Ankopplung des Verbrauchers.- a) Direkte Ankopplung des Verstärkers.- b) Verstärker mit Neutralisation.- 3.11 Der elektronengekoppelte Oszillator.- 3.12 Belastungsunabhängige Oszillatoren.- 3.13 Spezieller belastungsunabhängiger Oszillator.- 4 Die Frequenzkonstanz.- 4.1 Zur Güte von Oszillatoren. Definition der Güte aus der Phasensteilheit.- 4.2 Formeln zur Güteberechnung.- 4.3 Die Gütedefinition aus der Resonanzkurve.- 4.4 Bestimmung der Schwing stellen und der Güte aus der Phase des passiven Vierpols (Filterphase).- a) Brückenoszillator mit Kristallen und Parallelinduktivitäten.- b) Brückenoszillator mit Kristallen ohne Induktivitäten.- c) Brückenoszillator aus einem Phasendrehglied.- d) Güteverbesserung durch Wahl der Dämpfungspole.- e) Güteverbesserung durch Verkleinern der Abschlußwiderstände (Verschieben der Nullstellen).- 4.5 Die Güteerhöhung durch Gegenkopplung.- a) Der Einfluß der Gegenkopplung.- b) Zur Definition von Strom- und Spannungsgegenkopplung.- c) Die Spannungsgegenkopplung durch Parallelwiderstände.- d) Güteerhöhung durch Stromgegenkopplung (Verlustkompensation).- e) Güteerhöhung durch gemischte Gegenkopplung (Verlustkompensation).- f) Güteerhöhung beim Brückenoszillator.- g) Güteerhöhung durch mehrfache Rückkopplung.- 5 Das Stabilitätskriterium nach Nyquist. Verfaßt von Dozent Dr. Lueg, Ulm, Donau.- 5.1 Zur Stabilität.- 5.2 Die komplexe Frequenzebene.- 5.3 Der komplexe Übertragungsfaktor eines allgemeinen linearen Netzwerkes.- a) Definition des komplexen Übertragungsfaktors.- b) Die Knotenanalyse eines linearen, passiven Netzwerkes.- c) Die Knotenanalyse eines linearen, aktiven Netzwerkes.- d) Die Lösung des Systems von Knotengleichungen für komplexe Frequenzen und die daraus folgende Darstellung des Übertragungsfaktors.- 5.4 Die Rückkopplung.- 5.5 Die Entstehung und Anwendung des Nyquist-Diagramms und die Ableitung des Nyquistschen Stabilitätskriteriums.- 5.6 Beispiele zur Anwendung des Nyquist-Diagramms.- 6 Oszillatorschaltungen mit Elektronenröhren.- 6.1 Allgemeines.- 6.2 Der Quarzoszillator von Cady.- 6.3 Die drei Hauptschaltungsmöglichkeiten einer Elektronenröhre.- 6.4 Die induktiv gekoppelte Dreipunktschaltung.- 6.5 Die induktiv gekoppelte Dreipunktschaltung mit Kristall.- 6.6 Die kapazitive Dreipunktschaltung.- 6.7 Die kapazitive Dreipunktschaltung mit Kristall (Heegner-Schaltung).- 6.8 Die Pierce-Miller-Schaltung.- 6.9 Die Pierce-Miller-Schaltung mit alleiniger Induktivität.- 6.10 Die Pierce-Schaltung.- 6.11 Die Güte einer ?-Schaltung bei einseitigem Leerlauf.- 6.12 Die Güte der Pierce-Miller- und der Pierce-Schaltung.- 6.13 Die Meissner-Schaltung mit Kristall.- 6.14 Die Zweiröhren-Heegner-Schaltung.- 6.15 Zweiröhren-Oszillator mit Kristall zwischen den Kathoden.- 6.16 Eine elektronengekoppelte Pierce-Schaltung.- 6.17 Die Meacham-Brücke.- 6.18 Brückenoszillatoren aus Blindwiderständen.- a) Zusammenstellung der Formeln.- b) RC- und RL-Brücken.- c) Schaltungen mit Kreis und Induktivität oder Kapazität.- d) Duale Schaltungen.- e) Schaltungen mit zwei Kreisen.- f) Schaltung mit einem Schwingkristal].- g) Schaltung mit zwei Schwingkristallen.- h) Oszillator mit Kristall und Ferritschwinger.- i) Oszillator mit einem Kristall und Parallelkreisen.- k) Oszillator mit zwei Kristallen und Parallelkreisen.- l) Oszillator mit Kristall mit Reihenkreis und Kristall mit Parallel kreis.- 6.19 Entartete Brücken.- 6.20 Oszillatoren mit Kristallen mit unterteilten Elektroden.- 6.21 Oszillatoren mit Biegungsschwingern.- 6.22 Oszillatoren mit vorgegebenen Betriebseigenschaften.- 6.23 Differenzoszillatoren.- a) Über die Möglichkeiten der gleichzeitigen Erzeugung zweier Frequenzen in einem Oszillator.- b) Über die Konstanz der Differenzfrequenz.- c) Ausgeführte Schaltungen mit zwei gleichzeitigen Frequenzen.- 7 Oszillatorschaltungen mit Transistoren.- 7.1 Allgemeine Formeln für Transistoroszillatoren.- 7.2 Umrechnungsformeln der drei Transistoranordnungen.- 7.3 Die innere Rückkopplung.- 7.4 Der einfachste Transistoroszillator.- 7.5 Zur Erläuterung der inneren Rückkopplung.- 7.6 Zur Berechnung einfacher Transistoroszillatoren.- 7.7 Oszillatoren mit einem frequenzbestimmenden Zweipol.- 7.8 Spitzen- oder Flächentransistoren in der Oszillatorschaltung.- a) Schaltungen mit innerer Rückkopplung.- b) Schaltungen mit äußerer Rückkopplung.- 7.9 Oszillatoren mit zwei frequenzbestimmenden Zweipolen.- a) Mit einem passiven ?-Glied.- b) Mit einem ?-Glied mit Kreisanzapfung.- c) Mit einem passiven T-Glied255.- 7.10 Oszillatoren mit drei frequenzbestimmenden Zweipolen.- 7.11 Oszillator mit einem Kristall und zwei Transistoren.- 7.12 Belastungsunabhängige Transistoroszillatoren.- a) Bedingung für Belastungsunabhängigkeit bei einem Widerstand parallel zum passiven Vierpol.- b) Bedingung für Strom im Belastungswiderstand.- c) Bedingung für Belastungsunabhängigkeit bei einem Widerstand in Reihe zum passiven Vierpol.- d) Oszillator mit zwei belastungsunabhängigen Widerständen.- 8 Die Veränderung der Resonanzfrequenz von Kristalloszillatoren.- 8.1 Über die Veränderungsgrenzen.- a) Das Abreißen der Schwingungen.- b) Das Entstehen unerwünschter Schwingungen.- c) Die Frequenzabhängigkeit des Widerstandes von Kristallen.- d) Der Einfluß der Reihenkapazität.- e) Der Einfluß der Reiheninduktivität.- f) Der Einfluß der Spulenverluste.- g) Die Erweiterung des Frequenzvariationsbereiches.- h) Verstimmen eines Kristalles mit Reiheninduktivität.- i) Das Verhalten eines Kristalls mit Parallelinduktivität.- k) Verstimmen eines Kristalls mit Parallelinduktivität durch eine Kapazität.- 8.2 Schaltungen mit großen Frequenzveränderungsmöglichkeiten.- a) Die Frequenzveränderungen eines Brückenoszillators.- b) Die Frequenzveränderungen einer Pierce-Schaltung.- c) Die Güte bei der Frequenzveränderung von Kristalloszillatoren.- 8.3 Umspringen der Schwingfrequenz und Zieherscheinungen.- a) Zum Umspringen der Schwingfrequenz.- b) Das Ziehen der Schwingfrequenz bei einer Brückenschaltung.- 9 Kristall- und Atomuhren.- 9.1 Die Zeitmessung.- 9.2 Einzelteile und Aufbau einer Quarzuhr.- a) Der Quarz.- b) Sonstige Schaltteile.- c) Die Aufstellung der Kristalluhr.- 9.3 Die Atomuhr.- Literatur.