Letzte Woche kam ein Päckchen von Thomas, DJ5LY mit einer Überraschung: Zwei große Stimmgabel-Resonatoren für 600 Hz und für 480 Hz. Irgendwo hatte ich schon mal gelesen, dass es sowas gibt, aber noch nie hatte auch nur ein Foto davon gesehen.

Thomas schrieb mir: " Kürzlich fielen mir zwei Stimmgabelresonatoren zu, die ursprünglich in Wetterkarten-Blattschreibern ihren Dienst taten und dort für den Gleichlauf zwischen Sende- und Empfangsgerät sorgten. Aus heutiger Sicht sind diese Bauteile sicherlich Exoten, und deshalb kam mir als regelmäßiger Besucher Deiner Internetseiten der Gedanke, dass diese Teile dein Interesse wecken könnten - insbesondere auch wegen deines Artikels über den Steckquarz aus dem März 2021 (s. Labortagebuch 18.3.21: Ein historischer Quarz). Der 600Hz-Resonator ist unter dem Klebeband bereits aufgesägt, weil ich selbst neugierig auf den inneren Aufbau war.
 
Heute käme statt des Stimmgabelresonators sicherlich ein Quarz mit nachfolgendem digitalen Frequenzteiler zum Einsatz; in den 1950er Jahren waren Quarze zwar bereits Stand der Technik, aber für den Frequenzteiler hätte man pro Stufe eine Doppeltriode benötigt, und deshalb war letztendlich der Stimmgabelresonator wirtschaftlicher, und die Gesamtschaltung benötigte insgesamt weniger Platz und elektrische Leistung. 
 
Die Oszillatorschaltung selbst bestand aus einem zweistufigen Röhrenverstärker, in dessen Rückkopplungsweg ein NF-Übertrager und eine einfache Amplitudenstabilisierung mit zwei Glühlämpchen lagen. Ein einstellbarer Phasenschieber erlaubte es, die Frequenz zum Zweck der Gleichlaufkorrektur um wenige mHz zu verstellen. Die Gesamt-Spannungsverstärkung der offenen Schleife ohne Resonator betrug ungefähr 7. Die Anschaltung des Resonators habe ich skizziert:"

Der aufgesägte Resonator zeigt den inneren Aufbau. Die Stimmgabel kann man anschlagen und hört dann den Ton von 600 Hz. Dazwischen gibt es zwei Spulen mit magnetisierten Dynamoblechen. Beide sind einseitig an Masse angeschlossen und besitzen einen Kontakt nach außen. Mit dem Oszilloskop sehe ich bei jedem Anschlag eine abklingende Sinusschwingung mit einer Anfangsamplitude von ca. 1 V.


In einem zweiten Versuch habe ich an eine Spule des 480Hz-Resonators einen NF-Generator und an die andere das Oszilloskop angeschlossen. Nur bei sehr langsamem Durchstimmen konnte ich die Resonanz finden. Die Frequenz musste auf ca. 0,1 Hz genau stimmen. So konnte ich wieder etwa 1 V an der zweiten Spule induzieren, und der Ton war leise zu hören. Dieser Resonator war noch geschlossen. Das schwere Messinggehäuse und vermutlich ein Vakuum im Inneren könnten helfen, eine sehr hohe Güte des Resonators zu erreichen.


Von da war es nicht mehr weit bis zum Bau eines Stimmgabel-Oszillators. Ich habe einen PNP-Transistor verwendet, damit das Gehäuse an Minus liegen kann. Dann wurden verschiedene Dimensionierungen ausprobiert.


Die Spulen haben einen Gleichstromwiderstand von ca. 2 Kiloohm, da muss man alles sehr hochohmig ansteuern. Mein Ziel war, einen möglichst reinen Sinus zu bekommen, Dazu war ein paralleler Kondensator hilfreich, vermutlich weil beide Spulen auch direkt magnetisch koppeln.


Der Oszillator schwingt ab 4 V an. Mit 5 V bekomme ich am Ausgang des Resonators einen Sinus mit einer Amplitude von 0,5 V. Der Frequenzzähler zeigt ca. 480,1 Hz. Das Signal steht stabil wie bei einem Quarzoszillator. Und man leise hören, dass der Oszillator schwingt.