DE3000898C2 - Oszillator mit piezoelektrischer Rückkopplungsschaltung - Google Patents

Description

ιό Die Erfindung betrifft einen Oszillator mit einem Verstärker und einer zwischen Eingang und Ausgang des Verstärkers geschalteten Rückkopplungsschaltung. die eine piezoelektrische Schwingungseinheit mit einem zwei Hauptflächen aufweisenden piezoelektrischen

r> Körper aufweist, auf dessen einer Hauptfläche eine erste und eine zweite Elektrode angeordnet sind, die mit dem Eingang bzw. Ausgang des Verstärkers verbunden sind, und auf dessen anderer Hauptfläehe eine der ersten und zweiten Elektrode gegenüberliegende Gegenelektrodenanordnung vorgesehen ist.

In I' i g. 1 ist das Prinzip einer Oszillatorschaltung mit einem Verstärker A und einer Rückkopplungsschaltung F dargestellt, die zwischen den Ausgang und Eingang des Verstärkers A geschaltet ist. Der Verstärker hat

2^ri dabei eine Verstärkung, die größer ist als 1. Das am Ausgang des Verstärkers A erzeugte Signal wird teilweise zum Eingang des Verstärkers A rückgekoppelt, so daß mil der Schaltung ein Schwingungssignal erzeugt wird.

in In letzterer Zeit werden in immer mehr digitale Vorrichtungen einen Taktimpuls erzeugende Schaltungen eingebaut, die einen Oszillator mit einer piezoelektrischen Schwingungseinheil verwenden. In der Regel weist bei bekannten Oszillatoren jedoch die Rückkopp-

js lungsschaltung außer der piezoelektrischen Schwingungscinheit auch noch Kondensatoren auf, wie dies z. B. in der in F i g. 2 dargestellten Schaltung der Fall ist. Die Rückkopplungsschaltung Fdieses Oszillators weist ein piezoelektrische Schwingungseinheit ν mit zwei

4i) Elektroden 2 und 3, einen zwischen Elektrode 2 und F.rde geschalleien Kondensator Cl und einen zwischen Elektrode 3 und Erde geschalteten Kondensator C2 auf. Der Ausgang des Verstärkers /A ist über eine Eingangsklemme 4 mit der Elektrode 3 und der Eingang des

v, Verstärkers über eine Ausgangsklcmme 5 mit der Elektrode 2 verbunden. Die Rückkopplungsschaltung F ist so ausgebildet, daß die piezoelektrische Schwingungseinheit ν im Frequenzbereich zwischen der Resonanzfrequenz //und der Parallelresonanzfrequenz fa induk-

W tive Eigenschaften zeigt. Fig. 3 zeigt eine Ersatzschaltung der Rückkopplungsschaltung F, die zusammen mit einem Verstärker A in einem Colpitts-Oszillator verwende! werden kann, unter Betriebsbedingungen. Die Ersatzschaltung weist eine Widerstandskomponenic Re

■v> und eine Induktivilätskomponenie L auf. die dem Widcrslandswerl und der Induktivität der piezoelektrischen Schwingungscinhcit entsprechen. Die Widerstaiidskomponenicn Rc und die Induktivitätskomponente /. sind in Reihe /wischen der F.ingangsklemme 4

hi ι und der Ausgangsklcmme 5 geschaltet. Eine Kapa/itälskoinponenie (T ist zwischen der Ausgangsklemme 5 und l.rile und eine Kapa/ilätskomponcnle C2' zwischen l'.mgangsklenime 4 und Erde geschaltet. Die Kapa/ilaiskomponente ( T hat eine Kapazität gleich der

h'i Summe der Kapa/iläl / I und der Fingangskapa/it.ii des Verstärkers -A. In gleicher Weise hat die Kapa/Uäts komponente (2' eine Kapa/iläi gleich der Summe der Kapazität (2 und der Ausgaii^skapa/ilai des Verstär-

kers A.

Bei diesem Oszillator mil der piezoelektrischen Schwingungseinheit χ müssen zwei zusätzliche Kondensatoren Ci und CT. verwendet werden. Die Kapazitäten dieser Kondensatoren Ci und C2 sind jedoch nicht stabil, was eine Veränderung der Sehwingungsfrequenz zur Folge hat. Um die Schwingungsfrequenz zu stabilisieren, muß daher ein zusätzliches elektrisches Klcment. wie etwa ein Trimmerkondensator, vorgesehen werden, was jedoch zu einer erhöhten Anzahl von Bauelementen und damit auch zu erhöhten Herstellungskosten führt.

Bei bekannten Schaltungen der eingangs genannten Art (Telefunken-Schi ift »Schwingquarze«, September 1960, Seite 17 bis 23, insbesondere Abbildung 21; »Elektronik«, 1957, Nr. 5, Seiten 124 bis 126, insbesondere Bild 6) werden piezoelektrische Schwingungseinheiten mit mehr als 2 Elektroden verwendet nämlich eine erste und eine zweite Elektrode auf einer Hauptfläche und eine Gegenelektrodenanordnung auf der anderen Hauptfläche. Auch diese Rückkopplungsschaltungcn weisen aber außer der piezoelektrischen Schwingungseinheit noch Kondensatoren auf, was zu den genannten Problemen der Instabilität der Schwingungsfrequenz führt. Zur Stabilisierung der Schwingungsfrequenz muß daher ein Trimmerkondensator vorgesehen werden, was Anzahl der Bauelemente und Herstellungskosten erhöht.

Außerdem erfordern Oszillatoren dieser Art auch einen zusätzlichen Phaseninvertierer zwischen Verstärker und Schwingungseinheit, um das gegenüber dem Eingangssignal phasenverkehrte Ausgangssignal des Verstärkers in seiner Phase umzukehren, so daß eine positive Rückkopplungs- bzw. Mitkopplungsschaltung entsteht.

Demgegenüber hat die Erfindung die Aufgabe, den Oszillator der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Zahl der eriOrderlichen Bauteile verringert und insbesondere auf einen Phaseninvertierer und zusätzliche Kondensatoren verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der piezoelektrische Körper zwischen der ersten Elektrode und der Gegenelektrodenanordnung einen in einer Richtung polarisierten ersten Bereich und zwischen der zweiten Elektrode und der Gegenelektrodcnanordnung einen in entgegengesetzter Richtung polarisierten zweiten Bereich aufweist.

Da bei einem derartigen Oszillator die piezoelektrische Schwingungseinheit sowohl die Funktion der Kondensatoren als auch die Funktion des Phascninverticrers übernimmt, kann — im Vergleich zum Stand der Technik — auf diese Bauteile verzichtet werden, so daß nicht nur die Schaltung vereinfacht, sondern in-jbcsondere auch die Herstellungskosten vermindert werden.

Für die Rückkopplungsschaltung für einen Oszillator kann eine piezoelektrische Schwingungseinheit verwendet werden, die von einem piezoelektrischen Körper gebildet wird, der die Form einer rechteckigen Platte mit einer auf der Oberfläche des piezoelektrischen Körpers ausgebildeten ersten und zweiten Elektrode sowie einer auf einer Gegenoberfläche des piezoelektrischen Körpers gebildeten Gegenelektrode bzw. Gegcnelcktroden aufweist.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeig!

F i g. 1 ein prinzipielles Blockschaltbild eines Oszillators:

F i g. 2 ein Schaltschema eines herkömmlichen Oszillators mit piezoelektrischer Schwingungseinheit;
F i g. 3 eine Ersatzschaltung der Schaltung in F i g. 2;
F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer piezoelektrischen Schwingungseinheit, die im Oszillator verwendel wird;

F i g. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Polarisierung des piezoelektrischen Körpers;

Fig.b eine Ersatzschaltung der piezoelektrischen Schwingungseinheit in F i g. 4;

ίο F i g. 7 ein Schaltschema zur Erläuterung der Verbindungen zwischen Verstärker und piezoelektrischer Schwingungseinheit nach F i g. 4;

F i g. 8a, 8b und 8c eine Draufsicht, Unteransicht und Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der piezoelektrischen Schwingungseinheit;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der piezoelektrischen Schwingungseinheil;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform und

F i g. 11 eine perspektivische Ansicht, ähnlich wie in F i g. 9, einer weiteren Ausführungsform.

In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den zugehörigen Zeichnungen werden jeweils gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die Rückkopplungsschaltung nach F i g. 4 weist eine piezoelektrische Schwingungseinheit x' auf. Die piezoelektrische Schwingungseinheit x'wird gebildet von einem rechteckigen piezoelektrischen Körper 11 aus Bleijo titanat, der einer Endbearbeitung durch Garbrand unterzogen wurde. Der Körper 11 weist eine erste flache Oberfläche und eine zweite flache Oberfläche auf, die parallel zueinander angeordnet sind. Die untere Oberfläche ist vollständig mit einer gemeinsamen Elektrode J5 Ua beschichtet, während die obere Oberfläche mit einerersten und zweiten Elektrode 116 und lic beschichtet ist, die einen vorbestimmten Abstand voneinander aufweisen und einen Spalt 13 bilden. Die gemeinsame Elektrode 11.7 ist mit einer Anschlußklemme 12a verbundcn, die in einem Gehäuse (nicht dargestellt) für die Rückkopplungsschaltung ausgebildet ist. Die erste Elektrode Mb ist mil der Ausgangsklemme 126, die zweite Elektrode Hc mit der Eingangsklemme im Gehäuse für die Rückkopplungsschaltung verbunden. Da die piezoelektrische Schwingungseinheit λ ' drei Anschlußklemmen aufweist, wird sie allgemein als piezoelektrische Drei-Eleklrodcn-Schwingungseinheit bezeichnet.

Der in F i g. 5 dargestellte piezoelektrische Körper ist derart polarisiert, daß er zwischen der gemeinsamen Elektrode ll;i und der ersten Elektrode 116 in der einen Richtung polarisiert ist, wie es durch den Pfeil A gekennzeichnet ist, während er zwischen der gemeinsamen Elektrode 11a und der zweiten Elektrode Hein der entgegengesetzten Richtung polarisiert ist, wie es durch den Pfeil B gekennzeichnet ist.

Die Ausbildung der beiden Polarisierungen in entgegengesetzten Richtungen in einem piezoelektrischen Körper wird dadurch erreicht, daß eine hohe Gleichspannung in der einen Richtung zwischen gemeinsamer ho Elektrode Ha und erster Elektrode 116 und eine hohe Gleichspannung in der entgegengesetzten Richtung zwischen der gemeinsamen Elektrode 11 a und der zweiten Elektrode lic angelegt wird. Es ist auch möglich, eine hohe Gleichspannung zwischen der gemeinsamen t)5 Elektrode 1 la und einer auf der oberen Oberfläche des Körpers 11 ausgebildeten durchgehenden Schichtelektrodc anzulegen. In diesem Fall wird die durchgehend ausgebildete Schichtelektrode durch Ausbildung des

Spalts 13 in zwei Bereiche 116 und lic aufgeteilt, und zwar etwa in der Mitte derselben. Danach wird eine hohe Gleichspannung entgegengesetzt zur oben gewähnten Richtung zwischen die gemeinsame Elektrode und einen der beiden Bereiche 116 und lic angelegt. Nach Ausbildung der Polarisierung werden die Gleichspannungen wieder entfernt.

Fig. 6 zeigt eine Ersatzschaltung der piezoelektrischen Schwingungseinheit x'. Die Ersatzschaltung weist einen zwischen den Klemmen 12a und 126 liegenden Kondensator Cab, einen zwischen den Klemmen 12.-) und 12cliegenden Kondensator Cac und einen zwischen den Klemmen 126 und 12c liegenden Kondensator Cbc auf. Der Kondensator Cab hat eine Kapazität entsprechend der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden ί la und i 16 der Einheit λ',der Kondensator Cac hat eine Kapazität entsprechend der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden 11a und lic und der Kondensator Cbc hat eine Kapazität entsprechend der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden 11 bund lic.

Die Ersatzschaltung weist weiterhin äquivalente Konstante Ro, Lo und Co auf, die zwischen der Klemme 126 und einem idealen Transformator Γ in Reihe geschaltet sind, was im nachfolgenden beschrieben wird. Diese Konstanten Ro, Lo und Co werden dann erhalten, wenn die Klemmen 126 und 12c kurzgeschlossen werden, so daß die piezoelektrische Schwingungseinheit x' als eine Zwei-Elektroderi-Schwingungscinheit angesehen werden kann, anstelle der Drei-Elektroden-Schwingungseinheit nach F i g. 4.

Die Konstante Ro ist ein äquivalenter Widerstandswert, die Konstante Lo eine äquivalente Induktivität und die Konstante Co eine äquivalente Kapazität.

Der ideale Transformator T weist Wicklungen L 1 und L 2 mit dem Wicklungsverhältnis 1 : η auf, wobei die Wicklung L 1 mit der Ersatzschaltungskonstanien Co und der Klemme 12a und die Wicklung L 2 mit der Klemme 12c und der Klemme 12a verbunden ist. Das Verhältnis η des idealen Transformators ist gegeben durch die folgende Gleichung: n² = Ro/R'o = Lo /LO = C'o/Co.

Dabei sind RO. LO und Co äquivalente Konstanten, die dann erhalten werden, wenn die Klemmen 12a und 126 kurzgeschlossen werden, so daß die piezoelektrische Schwingungseinheit als Zwei-Elcktroden-Schwingungseinheit angesehen werden kann. Wenn der piezoelektrische Körper 11 gleichmäßig durch den gesamten Körper in der einen Richtung polarisiert wird, so ist das Wicklungsverhtälnis η kleiner als 0. Wenn andererseits der piezoelektrische Körper zwei Bereiche aufweist, die in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind, wie es in F i g. 5 dargestellt ist, so ist das Wicklungsverhältnis π größer also.

Bei η < 0 weist die Spannung an den Klemmen 12a und 126 eine entgegengesetzte Phase zur Spannung an den Klemmen 12a und 12c auf. Bei π > 0 hat bei der piezoelektrischen Drei-Elektroden-Schwingungseinheit χ·'die Spannung an der Wicklung L 1 die gleiche Phase wie die Spannung an der Wicklung L 2. Für den Fachmann ist offensichtlich, daß für den Betrieb der Schwingungseinheit x' die Kondensatoren Co und Cbc vernachlässigbar sind. Damit hat die in F i g. b dargestellte Schaltung, die vom Ersalzschaltungswidcrstand Ro, Ersatzschaitungsinduktivität Lo und den Kondensatoren Ca6 und Cac gebildet wird, das gleiche Netzwerk wie die Schaltung nach F i g. 3. Daraus ist zu ersehen, daß die piezoelektrische Drei-Elektroden-Schwingungseinheit ,v'einc Frequenz ergibt, die äquivalent zu der der Schaltung nach Fig. 3 ist. Da der Kondensator Ca6 dem Kondensator Cl und der Kondensator Cac dem Kondensator C2 entspricht, ist es in diesem Fall möglich, die ■> Kondensatoren Ca6und Cac als die Kondensatoren Cl und C2 in der bekannten Rückkopplungsschaltung nach F i g. 2 aufzufassen. Anders gesagt ist es in dem Falle, in dem die piezoelektrische Drei-Elektroden-Schwingungseinheit .v'in der Rückkopplungsschaltung verwen-K) del wird, nicht mehr erforderlich, zusätzliche Kondensatoren C1 und C2 zu verwenden.

F i g. 7 zeigt einen Oszillator, bei dem die Rückkopplungsschaltung nach F i g. 4 Verwendung findet. Die Anschlußklemme 126 und 12c sind mit dem Eingang bzw. dem Ausgang des Verstärkers A verbunden, während die Klemme !2« mit Erde verbunden ist.

Solange bei dieser Anordnung die Schwingungseinheit a·' Betriebsdaten innerhalb einer gewählten Toleranz hat, liegen auch die Ersatzschaltungskapazitäten Ca6 und Cac innerhalb dieser gewählten Toleranz. Die Schwingungsfrequenz ist daher ziemlich stabil, und es ist nicht erforderlich, sie einzustellen.

Selbstverständlich können die Klemmen 126 und 12c,

die im dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Eingang bzw. Ausgang des Verstärkers verbunden sind, auch mit dem Ausgang bzw. Eingang des Verstärkers A verbunden werden.

Bei der obigen Ausführungsform kann es erforderlich sein, einen zusätzlichen Kondensator zur lmpedanzanpassung zwischen den Klemmen 12a und 126 und zwischen den Klemmen 12a und 12c vorzusehen, solange es sich um einen Verstärker A vom Stromverstärkungstyp handelt, der eine niedrigere Eingangsimpedanz erfordert als sie allein durch die Schwingungseinheit Af'erhal-J5 ten wird. Mit anderen Worten, bei einem Verstärker A vom Stromverstärkungstyp kann es erforderlich werden, zusätzliche Kondensatoren zur Impedanzanpassung vorzusehen. Wenn es sich jedoch um einen Verstärker A vom Spannungsverstärkungstyp handelt, wie er oft in integrierten Schaltungen mit Metalloxidhalbleitern (MOS-IC) verwendet wird, so kann die Schwingungseinhcil x'direkt mit dem Verstärker A verbunden werden, ohne daß irgendwelche zusätzlichen Kondensatoren zur Impedanzanpassung erforderlich wären, da die Schwingungseinheit a'so ausgebildet werden kann, daß sie eine ausreichend hohe Impedanz für die Impedanzanpassung an dem Spannungsverstärker A aufweist, der eine vergleichsweise hohe Eigenimpedanz hat. Bei der Schwingungseinheit x'kann die Größe der w Schichtclcktroden 116 und Hc bezüglich der belegten Fläche auf dem piezoelektrischen Körper verändert werden.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß die Rückkopplungsschaltung nach Fig.4 mit piezoelektrischer Drei-Elcktroden-Schwingungseinheit einen zusätzlichen Vorteil aufweist, nämlich daß auf zusätzliche Kondensatoren zur Impedanzanpassung verzichtet werden kann, wenn ein Spannungsverstärker verwendet wird. Der diese Rückkopplungsschaltung verwendende Oszillator ist daher besonders geeignet für einen Taktgenerator in einer digitalen Schaltung auf einem Chip, der von MOS- ICs mit hoher Integralion gebildet wird. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, irgendeinen zusätzlichen Kondensator C I bzw. C2 vorzusehen, wie bei den crwähnh^r> ten bekannten Schaltungen noch etwa Kondensatoren zur Impedanzanpassung.

Im nachfolgenden werden andere Ausführungsformen der piezoelektrischen Schwingungseinheit bc-

schrieben.

Die in den F i g. 8a bis 8c dargestellte piezoelektrische Schwingungseinheit x' weist einen quadratischen piezoelektrischen Körper mit einer oberen und unteren Oberfläche auf. Wie am besten aus F i g. 8a zu ersehen ist, weist die obere Oberfläche zwei Elektroden auf. wobei eine Elektrode, nämlich die Randelektrode XXb', am Randabschnitt und die andere Elektrode, nümlieh die Mittelelektrode lic', im Mittelabschnitt der oberen Oberfläche angeordnet sind. Die untere Oberfläche ist vollständig mit einer gemeinsamen Elektrode 11;; bedeckt, wie es aus Fig.8b zu ersehen ist. Die Randclektrode 116'und die Mittelelektrode lic'sind in vorbestimmtem Abstand voneinander angeordnet. I-" ig. Bezeigt die Richtung der Polarisierung des piezoelektrischen Körpers.

Selbstverständlich kann der in quadratischer Form dargestellte piezoelektrische Körper auch eine Kreisform aufweisen. Die in F i g. 9 dargestellte piezoelektrische Schwingungseinheit x' weist drei Elektroden und einen quadratischen piezoelektrischen Körper mit oberer und unterer Oberfläche auf. Die obere Oberfläche weist zwei Elektroden 11 bund Hc, die im Vergleich zur Fläche der oberen Oberfläche klein sind, sowie zwei Anschlußelektroden XAb und 14c auf, die jeweils in einem Eckbereich der oberen Oberfläche aufgebracht sind. Die Elektroden 1 Ii) und lic sind über Leitungsbahnen XSb bzw. 15c mit den Anschlußelektroden XAb bzw. 14c verbunden. Die untere Oberfläche weist eine gemeinsame Elektrode Ha, die vergleichsweise klein und gegenüber den Elektroden 116 und lic angeordnet ist, sowie eine Anschlaßelektrode 14a an ihrem Randabschnitt auf. Die gemeinsame Elektrode 11a und die Anschlußeiektrode 14a sind über eine Leitungsbahn 15a miteinander verbunden. Es ist hier anzumerken, daß die Anschlußelektrode 14a und die Leitungsbahn 15a keiner auf der oberen Oberfläche angeordneten Elektrode gegenüberliegen. Die Anschlußelektrode 14a ist mit der Klemme 12a und dieAnschlußelektroden XAb bzw. 14c sind mit den Klemmen 12f> bzw. 12c verbunden. Der piezoelektrische Körper ist so polarisiert, daß der Körperbereich zwischen den Elektroden XXb und 11a in der einen Richtung polarisiert ist, beispielsweise von der unteren Oberfläche zur oberen Oberfläche, während der zwischen den Elektroden lic und Ua liegende Körperbereich in der entgegengesetzten Richtung polarisiert ist, beispielsweise von der oberen Oberfläche zur unteren Oberfläche.

Da die Rückkopplungsschaltung nach F i g. 9 eine piezoelektrische Drei-Elektroden-Schwingungseinheit mit in entgegengesetzten Richtungen polarisierten Bereichen aufweist, hat ihre Ersatzschaltung eine ähnliche Struktur wie die Schaltung einer piezoelektrischen Zwei-Elektroden-Schwingungseinheit mit zwei Kondensatoren, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist.

Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, irgendeine Phasenumkehrschaltung vorzusehen, da das an der Klemme \2b anliegende Signal die gleiche Phase hat wie das an der Klemme 12c

Wenn ein Verstärker mit hoher Impedanz verwendet wird, so ist es nicht erforderlich, irgendeinen Kondensator zur Impedanzanpassung an den Klemmen Mb und 12cvorzusehen.

Da bei der erfindungsgemäßen Rückkopplungsschaltung kein extern verbundener Kondensator erforderlich ist, schwingt sie ohne wesentliche Abweichung in der Frequenz stabil und erfordert keine Einstellung.

Hinsichtlich der oben genannten Merkmale ist die crfindungsgcniäße Rückkopplungsschaltung insbesondere zur Verwendung in einem Oszillator geeignet, der in einer digitalen Schaltung auf einem Chip Verwendung findet.

Es ist hier anzumerken, daß die gemeinsame Elektrode lla auch in zwei getrennte Elektroden Hai und

I la 2 unterteilt werden kann, wie es in den Fig. 10 und

I1 dargestellt ist. Die Elektroden werden als Gegenelektroden und nicht als gemeinsame Elektrode bezeichnet.

tu Wie aus Fig. 10 zu ersehen ist, sind die Gegenelektroden Hai bzw. lli(2 mit den Klemmen 12a 1 und 12a 2 verbunden. Das vom Verstärker A erzeugte Signal wird den Klemmen 12c und 12a 2 zugeführt, während das von der piezoelektrischen Schwingungseinheit v'an den Klemmen 12b und 12a 1 erzeugte Signal dem Eingang des Verstärkers zugeführt wird.

Bei der in F i g. 11 dargestellten Ausführungsform wird die Verbindung zwischen der Gegenelektrode 11a 1 und der Klemme 12a 1 durch eine Leitungsbahn 15a 1 und eine Anschlußelektrode 14a 1 gebildet. In ähnlicher Weise wird die Verbindung zwischen der Gegenelektrode XXa 2 und der Klemme 12a2 durch eine Leitungsbahn 15a 2 und eine Anschlußelektrode 14a 2 gebildet.

Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsformen sind für den Fachmann ohne weiteres möglich und fallen in den Rahmen der Erfindung. Beispielsweise kann die piezoelektrische Keramik, die als Körper der Schwingungseinheit verwendet wird,

jo durch irgendein anderes polarisierbares Material ersetzt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Oszillator mit einem Verstärker und einer /wischen Eingang und Ausgang des Verstärkers geschalteten Rückkopplungsschaltung, die eine piezoelektrische Schwingungseinheit mit einem zwei Hauptflächen aufweisenden piezoelektrischen Körper aufweist, auf dessen einer Hauptflächc eine erste und eine zweite Elektrode angeordnet sind, die mit dem Eingang bzw. Ausgang des Verstärkers verbunden sind, und auf dessen anderer Hauptfläche eine der ersten und zweiten Elektrode gegenüberliegende Gegenelekirodenanordnung vorgesehen ist, d a durch gekennzeichnet, daß der piezoclekirische Körper (II) zwischen der ersten Elektrode (Wb) und der Gegcnclektrodenanordnung (Wa) einet: in einer Richtung polarisierten ersten Bereich (A) und zwischen der zweiten Elektrode (Wb) und der Gegenelektrodenanordnung (Ma) einen in entgegengesetzter Richtung polarisierten zweiten Bereich ('S,) aufweist.

2. Oszillator nach Anspruch 1, wobei die Gegenelektrodcnanordnung aus einer einzigen dritten Elektrode besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode (Wa)geerdet ist.

3. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegcnelektrodenanordnung aus einer der ersten Elektrode (Wb) gegenüberliegenden dritten Elektrode (U;/ 1) und einer der zweiten Elektrode (Wc) gegenüberliegenden vierten Elcktrode (11a 2) besteht.

4. Oszillator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte und vierte Elektrode (Ha 1, Wa 2) geerdet sind.

5. Oszillator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Elektrode (116,) und der dritten Elektrode (11.1 l)das Eingangssignal des Verstärkers und zwischen der /weiten Elektrode (Wc) und der vierten Elektrode (11.(2) das Ausgangssignal des Verstärkers anliegt.

6. Oszillator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in entgegengesetzter Richtung polarisierten Bereiche des piezoelektrischen Körpers (11) im wesentlichen eine gesamte Hauptflächc einnehmen.

7. Oszillator nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die in entgegengesetzter Richtung polarisierten Bereiche nebeneinander liegen.

8. Oszillator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der in eine Richtung polarisierte Bereich im wesentlichen im mittleren Bereich und der in entgegengesetzte Richtung polarisierte Bereich im wesentlichen im Randbereich einer Hauptflächc des piezoelektrischen Körpers (II) liegt.

9. Oszillator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in entgegengesetzte Richtung polarisierten Bereiche nur einen kleinen Teil einer Hauptflächc des piezoelektrischen Körpers (11). insbesondere den mittleren licreich, einnehmen.

10. Oszillator nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (lt./. II/'. Hindurch Leitungsbahnen (15;/. 15/'. I5i'jnul Anschlüssen (14./, 14/1. 14c·,)im Raiuibereich des piezoelektrischen Korpcrs (I I) verbunden sind, wo hei die \ π se h hisse (14/'. I4iy und Führungsbahnen (15/'. 15t-,) auf der einen Hauptfläche gegenüber ilen Anschlüssen (14,·/,) und Leitungsbahnen (t5a) auf der anderen Hauptfläche versetzt angeordnet sind.

11. Oszillator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (A) eine hohe Eingangsimpedanz aufweist.